1 LastN 特征

LastN 表示用户最近的 $n$ 次交互（点击、点赞等）的物品 ID，可以反应出来用户最近对什么物品感兴趣。召回的双塔模型、粗排的三塔模型和精排模型都可以使用 LastN 特征，LastN 特征很有效。

如下图所示，对 LastN 物品 ID 做 embedding，得到 $n$ 个向量。把 $n$ 个向量取平均得到一个向量，这个向量作为用户的⼀种特征，表示用户曾经对什么样的物品感兴趣。

小红书的召回、粗排和精排都用到了 LastN 特征。可以对用户的最近点击过的、点赞过的和收藏过的物品 ID 做嵌入，然后取平均后得到相应的向量，把这些向量拼起来作为一种特征，用于召回等步骤。

2 DIN 模型（注意力机制）

2.1 工作原理

上面介绍的 LastN 特征是对嵌入后的向量取平均，但是取平均不是最好的方法。最近几年有很多论文提出了对 LastN 特征序列建模更好的方法。其中 DIN 是阿里在 2018 年提出的。

想法很简单，就是用加权平均代替平均，即注意力机制（attention）。其中权重是候选物品与用户 LastN 物品的相似度，哪个 LastN 物品和候选物品越相似，权重越大。

计算候选物品 $q$ 和第一个 LastN 物品的相似度 $α_{1}$ ，和第二个 LastN 物品的相似度 $α_{2}$ ，……，以此类推。把每个 $α$ 与对应的向量相乘，然后进行加权和得到下面紫色的向量。

将上述过程总结如下：对于某候选物品，计算它与用户 LastN 物品的相似度。以相似度为权重，求用户 LastN 物品向量的加权和，结果是⼀个向量。把得到的向量作为⼀种用户特征，输⼊排序模型，预估（用户，候选物品）的点击率、点赞率等指标。

如下图所示，DIN 模型的本质是注意力机制（attention），其中把红色向量作为 $k e y$ 和 $v a l u e$ ，蓝色向量作为 $q u e r y$ 。

2.2 DIN 模型有效的原因

示例 1

示例 2

2.3 简单平均 vs 注意力机制

简单平均和注意力机制都适用于精排模型，同时简单平均也适用于双塔模型和三塔模型，因为简单平均只需要用到 LastN，属于用户自身的特征，只需要把 LastN 向量的平均作为用户塔的输入即可。

但是注意力机制不适用于双塔模型和三塔模型。因为注意力机制需要用到 LastN 和候选物品，但是用户塔在处理的时候是看不到候选物品的，所以不能把注意力机制用在用户塔。

3 SIM 模型（长序列建模）

3.1 DIN 模型回顾

DIN 模型的缺点：

注意力层的计算量 ∝ $n$ （用户行为序列的长度）， $n$ 越大，计算量就越大。
只能记录最近几百个物品，否则计算量太大。
关注短期兴趣，遗忘长期兴趣。

如何改进DIN？目标是保留用户长期行为序列（ $n$ 很大），而且计算量不会过大。

DIN 对 LastN 向量做加权平均，权重是相似度
如果某 LastN 物品与候选物品差异很大，则权重接近零
快速排除掉与候选物品无关的 LastN 物品，降低注意力层的计算量

所以 SIM 模型需要保留用户长期行为记录， $n$ 的大小可以是几千，对于每个候选物品，在用户 LastN 记录中做快速查找，找到 $k$ 个相似物品。通过查找把 LastN 变成 TopK，然后输⼊到注意力层。SIM 模型减小计算量（从 $n$ 降到 $k$ ），再用注意力， $k$ 比较小，效果也很好。

3.2 Step1：查找

方法一：Hard Search（根据规则做筛选）

原理：根据候选物品的类目，保留 LastN 物品中类目相同的。

优点：简单、快速并且无需训练。
方法二：Soft Search

原理：把物品做 embedding，变成向量。把候选物品向量作为query，做 $k$ 近邻查找，保留 LastN 物品中最接近的 $k$ 个。

优点：效果更好，编程实现更复杂。