【译】mahout in action 2.2 运行首个推荐引擎

Mahout包含一个推荐引擎的几种类型，事实上包含传统的基于用户（user-based），基于项目（item-based）推荐算法，也包括基于“slope-one”技术的实现（这一个新的有效的方法）。
你将根据实验，基于单机版的（SVD）初步实现。在下面的章节里，我们将会在Mahout的背景下和一些现实生活中的例子，来回顾上面的观察结果。我们将会考虑如何代表数据，如何进行有效的推荐算法，如何评估推荐器的效果，如何为一个特殊的问题调研和定制推荐器，最后考虑如何分布计算。

2.2.1 创建输入

我们将会以一个简单的例子，开始对Mahout中的推荐器认识。首先，我们需要给出推荐器的输入数据。在Mahout中称为“偏好（preferences）”的表单。因为最流行的推荐引擎，把需要推荐的项目推荐给用户，从用户到上面提到的关联items,作为一个关联最方便选择讨论。这些用户和项目可以成为任何东西。包含一个userID和一个itemID，通常用一个数字来表达用户和选项的喜好强度（preference）。在Mahout中的ID通常是数字，事实上总是int。这一项的值可以代表任意值，preference值越大，代表关联度越强。例如，这个值可能是从1到5的范围内的等级。在这里，用户分配“1”，则表示他不能忍受这个项目，分配“5”表示他很喜欢这个项目。

创建一个文本文件，包含相关用户，简单的命名“1”到“5”。为四本书的偏好，我们将会称它们为“101”到“104”。在现实生活中，这些可能是用户ID和产品ID列表，它们来自于一个公司的数据库；Mahout仅仅需要数字命名的用户和项目！我们将会简单的用逗号分割数值的格式，来记他们。把下面的复制到一个文件里，并把它作为intro.csv保留下来:

列表2.1 推荐器的输入文件intro.csv


通过上面的学习，我们可能已经注意到。用户1和5看起来有相似的品味。他们都喜欢book101,其次喜欢book102，然后都喜欢book103。同样的问题存在于用户1和4，因为它们看起来都喜欢101和103（虽然没有说用户4喜欢102）.换句话说，通过运行计数，发现用户1和用户2喜欢的看起来相似：1喜欢101，而用户2不喜欢，用户1喜欢103，而用户2刚好相反。用户1和用户3没有很多重叠。双方同时喜欢书101的就很难。看图2.1,可能会想象用户和项目之间的关系，既有肯定的又有否定的。


图2.1 用户1到用户5，与项目101到项目107的关系。
虚划线代表否定的关联，用户看起来很不喜欢这个项目，但也表达了与这个项目的关系。

2.2.2创建一个推荐器

之所以选择这本书，我们推荐给用户1？而不是101，102，也不是103。是因为他明显的已经知道了这些书，推荐器是着力与发现新事物。感觉建议，因为用户4和用户5与用户1看起来相似，我们应该推荐一些用户4或用户5喜欢的东西。把104，105和106当作可能的推荐器。总体来说，根据为项目104的喜好值4.5和4.0的判断来看，104看起来可能性最大。现在，运行下面的代码：

列表2.2 Mahout上简单的user-based推荐算法程序

package mia.recommender.ch02; 
import org.apache.mahout.cf.taste.impl.model.file.*; 
import org.apache.mahout.cf.taste.impl.neighborhood.*; 
import org.apache.mahout.cf.taste.impl.recommender.*; 
import org.apache.mahout.cf.taste.impl.similarity.*; 
import org.apache.mahout.cf.taste.model.*; 
import org.apache.mahout.cf.taste.neighborhood.*; 
import org.apache.mahout.cf.taste.recommender.*; 
import org.apache.mahout.cf.taste.similarity.*; 
import java.io.*; 
import java.util.*; 
class RecommenderIntro { 
public static void main(String[] args) throws Exception { 
DataModel model = new FileDataModel(new File("intro.csv")); //A 
UserSimilarity similarity = new PearsonCorrelationSimilarity(model); 
UserNeighborhood neighborhood = 
new NearestNUserNeighborhood(2, similarity, model); 
Recommender recommender = new GenericUserBasedRecommender( 
model, neighborhood, similarity); //B 
List<RecommendedItem> recommendations = 
recommender.recommend(1, 1); //C 
for (RecommendedItem recommendation : recommendations) { 
System.out.println(recommendation); 
} 
} 
}

A 加载数据文件
B 创建数据引擎
C 为用户1推荐1个项目

为了更清楚，可以通过下面章节更多的例子。这里我们将会缺省导入，类声明和类函数声明，而不只是重复程序声明本身。为了帮助认识，基础组件之间的关系，看图2.2。并不是所有的基于Mahout的推荐器，看起来都像这个样子。某些将会采用不同的组件，有不同的关系。但这可以给我们一个初步的认识，在我们这个例子中表现出来的组件。


图2.2 简单的说明在Mahout中基于用户（user-based）推荐器各个组件的相互关系

因为在下面的两节里，我们将会更详细的讨论这个内容中的每一项，并总结每一个组件的作用。一个DataModel的实现是计算中需要的首个因素，提供用户和项目数据储存的入口。一个UserSimiliarity的实现提供了两个用户如何表示相似的概念；这将会以所有可能的度量或计算中的一个为依据。一个UserSimiliarity的实施定义了一组用户的概念，这些用户与一个已知的用户很相似。最后，一个Recommender的实现把所有的内容拉在一起，把项目推荐给用户，和相关的功能。

2.2.3 分析输出数据

通过你喜欢的IDE，编译和运行。在终端或IDE上运行的程序，输出数据应该是：
RecommendedItem[item:104, value:4.257081]

我们曾经希望寻找并使用一个优秀的推荐器。这个推荐引擎把book104推荐给了user1.进一步说，推荐引擎也是这么做的，因为它估计到user1对book104的分值大约是4.3，而且它是所有对推荐器筛选的项目中分值最高的。

那不算太坏。我们没有得到107，它也是值得推荐的，但只与不同品味的user有关联。我们从106中挑选出104，当你注意到104是所有book中的选择比例非常高的，这是有意义的。进一步的说，对于user1有多喜欢项目104，我们已经得到了一个合理的估计：user4和user5所表达的介于4.0和4.5之间的比值。

从数据上来看，这个正确答案并不明显。但是推荐引擎对它做了一些适当的调整，并得到了一个更有说服力的答案。通过看到这个简单的程序，这个程序就是从一小堆数据中得到一个有用的并且不明显的答案，如果你从中得到了一次令人愉快的兴奋，那么这个机器学习的世界正是为你而存在的。

简单的说，像上面的构建在小型数据集合上推荐器并不重要。在现实生活中，数据量是巨大的，并且它们是很杂乱的。例如，想象一下，把一个新闻文章推荐给读者的一个畅销的新闻点，分值从文章的点击得到的。但是，许多分值可能是假的，也可能一个读者点击了他并不喜欢的一篇文章，或者说点击了一个错误的故事。可能许多点击已经出现了，但并没有生效，所以与user没有关联。在试想一下这样规模的数据量：可能在一个月内就有数以亿计的点击量。

从这些数据中快速产生一个正确的推荐数据，这是相当重要的。稍后，我们将会介绍一个Mahout工具，通过案例的方法研究，我们可以用Mahout工具攻克这一系列问题。它们将会显示出标准的方法，如何生产差劲的推荐数据或者消耗得大量的内存和CPU时间,并且如何安装和配置Mahout来改进。