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目錄
一、廣告系統(tǒng)與廣告引擎介紹
（一）廣告系統(tǒng)與廣告粗分
（二）廣告引擎在廣告系統(tǒng)中的重要性分析
二、廣告引擎整體架構(gòu)和工作過程
（一）一般概述
（二）核心功能架構(gòu)圖
三、標簽檢索：合理使用標簽過濾和劃分索引空間
四、向量檢索：提供智能匹配能力
五、打分排序：用非精準打分結(jié)合深度學習模型的精準打分
六、索引精簡：在索引構(gòu)建環(huán)節(jié)縮小檢索空間
離線過濾條件
動態(tài)索引更新
增量索引構(gòu)建
定期清理
參考文章技術(shù)
一、廣告系統(tǒng)與廣告引擎介紹
（一）廣告系統(tǒng)與廣告粗分
廣告系統(tǒng)是一個復雜的軟件系統(tǒng)，用于管理、發(fā)布和優(yōu)化廣告內(nèi)容以達到廣告主和廣告平臺的商業(yè)目標。這些系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)和其他媒體上廣泛使用，以連接廣告主（企業(yè)或個人推廣者）和廣告發(fā)布者（網(wǎng)站、應用程序、社交媒體等），從而展示廣告內(nèi)容給目標受眾。注意廣告系統(tǒng)與性能和效率對廣告商、用戶和互聯(lián)網(wǎng)公司都具有重大影響。
對于廣告的了解可以具體見互聯(lián)網(wǎng)廣告及產(chǎn)品變現(xiàn)認知分析整理_張彥峰ZYF的博客-CSDN博客，
互聯(lián)網(wǎng)廣告通?？梢苑譃閮纱箢?#xff1a;搜索廣告和展示廣告。
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搜索廣告：搜索廣告是與用戶的搜索查詢相關的廣告形式。當用戶在搜索引擎上輸入關鍵詞或短語時，搜索引擎會在搜索結(jié)果頁面中顯示相關的廣告鏈接，通常位于搜索結(jié)果的頂部或側(cè)邊。這些廣告是以關鍵詞匹配為基礎的，廣告主出價競爭關鍵詞，以確保他們的廣告在相關搜索中顯示。搜索廣告通常在用戶主動尋找信息時出現(xiàn)，因此具有很高的相關性。
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展示廣告：展示廣告是用戶在瀏覽網(wǎng)站、使用應用程序或瀏覽社交媒體時被動看到的廣告形式。這些廣告可以包括橫幅廣告、視頻廣告、原生廣告、彈出廣告等，它們通常嵌入在網(wǎng)頁或應用程序中，而不是由用戶搜索觸發(fā)。展示廣告的投放通常是根據(jù)廣告主的目標受眾和興趣進行定位，而不是像搜索廣告那樣依賴用戶的搜索查詢。
展示廣告的特點是能夠在廣告中包含更多的創(chuàng)意元素，如圖像、視頻和互動元素，以吸引用戶的注意力。它們通常用于建立品牌認知度、推廣產(chǎn)品和服務，以及吸引潛在客戶。
這兩種廣告形式在互聯(lián)網(wǎng)廣告生態(tài)系統(tǒng)中扮演不同的角色，廣告主通常根據(jù)他們的廣告目標和受眾來選擇使用搜索廣告、展示廣告或兩者結(jié)合來推廣他們的業(yè)務。
（二）廣告引擎在廣告系統(tǒng)中的重要性分析
廣告檢索引擎在廣告系統(tǒng)中扮演著至關重要的角色，其重要性可以從以下幾個方面來分析：
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廣告匹配和選擇：廣告檢索引擎負責從廣告庫中選取最相關的廣告來響應用戶的廣告請求。這需要高效的廣告匹配算法和廣告檢索機制，以確保用戶看到的廣告與其興趣和上下文相關。一個強大的廣告檢索引擎能夠提高廣告的點擊率和轉(zhuǎn)化率，從而提升廣告系統(tǒng)的效益。
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實時性和低延遲：廣告系統(tǒng)需要在極短的時間內(nèi)響應用戶的廣告請求，通常在毫秒級別完成。廣告檢索引擎必須能夠高效地搜索廣告庫，進行廣告匹配和選擇，然后返回響應。低延遲是為了確保用戶不會等待太長時間，提供更好的用戶體驗。
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大規(guī)模數(shù)據(jù)處理：廣告系統(tǒng)通常面對龐大的廣告庫和廣告請求量，需要處理海量的數(shù)據(jù)。廣告檢索引擎必須具備高度可擴展性，以處理大規(guī)模數(shù)據(jù)，同時保持高性能。這可能涉及到分布式計算、數(shù)據(jù)分片和緩存等技術(shù)。
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實時競價和拍賣：在廣告競價市場中，廣告檢索引擎需要協(xié)調(diào)廣告主的出價和廣告位的競爭，以選擇最佳廣告。這需要實時的決策和競價算法，以最大化廣告系統(tǒng)的收入。
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智能廣告投放：現(xiàn)代廣告系統(tǒng)不僅僅根據(jù)關鍵詞匹配廣告，還會利用用戶的行為、興趣和上下文信息來進行智能廣告投放。廣告檢索引擎需要整合大量的數(shù)據(jù)和機器學習算法，以提供更個性化和精準的廣告。
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廣告效果追蹤和反饋：廣告檢索引擎通常需要追蹤廣告的效果和用戶反饋，以幫助廣告系統(tǒng)不斷優(yōu)化廣告投放策略。這包括監(jiān)測廣告點擊、轉(zhuǎn)化和用戶互動等數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)進行實時調(diào)整。
總的來說，廣告檢索引擎是廣告系統(tǒng)的核心組件，它直接影響廣告的質(zhì)量、效益和用戶體驗。因此，廣告檢索引擎的性能、算法和技術(shù)是廣告系統(tǒng)成功的關鍵因素之一。廣告系統(tǒng)開發(fā)人員和工程師需要不斷改進和優(yōu)化廣告檢索引擎，以應對不斷變化的廣告市場和用戶需求。
二、廣告引擎整體架構(gòu)和工作過程
（一）一般概述
廣告引擎的整體架構(gòu)和工作過程涉及多個關鍵組件，下面是一個廣告引擎的一般架構(gòu)和工作流程的概述：
- 數(shù)據(jù)收集與存儲：廣告引擎首先需要收集和存儲各種數(shù)據(jù)，包括廣告庫、用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)站或應用數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)用于廣告匹配和定位廣告目標受眾。
- 廣告庫管理：廣告庫包含廣告主提交的廣告內(nèi)容和相關信息。這些廣告通常包括標題、描述、目標鏈接、關鍵詞和出價等信息。廣告庫需要經(jīng)常更新，以反映廣告主的新廣告和變化。
- 用戶數(shù)據(jù)和行為分析：廣告引擎使用用戶數(shù)據(jù)，如搜索歷史、興趣、地理位置等，來了解用戶的需求和興趣。這可以幫助引擎更好地匹配廣告。
- 廣告請求接收：當用戶在搜索引擎上輸入查詢或在瀏覽網(wǎng)頁或應用時，廣告引擎會接收廣告請求。這個請求通常包括用戶信息、上下文和查詢關鍵詞（如果有的話）。
- 廣告匹配：廣告引擎的核心部分是廣告匹配引擎。它使用各種算法和規(guī)則來將廣告庫中的廣告與廣告請求進行匹配。匹配過程考慮關鍵詞、用戶興趣、廣告出價等因素，以確定哪些廣告最相關，最有可能吸引用戶的注意。
- 出價和拍賣：如果廣告系統(tǒng)涉及到廣告拍賣，廣告匹配后的廣告將被提交到拍賣系統(tǒng)，廣告主的出價和相關性將決定哪些廣告將在廣告位上顯示。廣告拍賣系統(tǒng)會選擇最高出價且相關性合適的廣告。
- 廣告展示：選中的廣告將被展示給用戶，這可以在搜索引擎結(jié)果頁面、網(wǎng)站、應用程序或其他廣告位上進行。廣告可以是文本、圖像、視頻或其他多媒體形式，具體取決于廣告位和廣告主的選擇。
- 廣告效果跟蹤：廣告引擎通常會追蹤廣告的效果，包括廣告的點擊率、轉(zhuǎn)化率和其他指標。這些數(shù)據(jù)用于分析廣告效果，優(yōu)化廣告策略和反饋給廣告主。
- 持續(xù)優(yōu)化：廣告引擎需要不斷優(yōu)化算法和規(guī)則，以提高廣告匹配的質(zhì)量和廣告系統(tǒng)的性能。這可以包括采用機器學習技術(shù)、A/B 測試和數(shù)據(jù)分析來不斷改進。
總的來說，廣告引擎的工作過程涉及數(shù)據(jù)收集、廣告匹配、拍賣、廣告展示和效果追蹤等多個步驟，需要高效的算法和技術(shù)來確保廣告的相關性和用戶體驗，同時最大化廣告系統(tǒng)的效益。
（二）核心功能架構(gòu)圖
為了方便，我們按極客時間《檢索技術(shù)核心 20 講》【廣告系統(tǒng)：廣告引擎如何做到在0.1s內(nèi)返回廣告信息？】中的廣告引擎的核心功能架構(gòu)圖，從用戶瀏覽和廣告主投放廣告這兩個方面講解一下廣告引擎的工作過程。具體可見對應的極客時間文章。
當用戶瀏覽網(wǎng)頁時，網(wǎng)頁會向廣告系統(tǒng)的服務器發(fā)送一個廣告請求。服務器收到請求后，首先進行請求解析，這涉及查詢與用戶唯一標識、網(wǎng)站地址和廣告位相關的擴展信息。這些信息的查詢是通過之前對用戶行為的長期收集和分析來實現(xiàn)的。這樣的分析能夠幫助了解用戶的興趣，例如他們是否喜歡籃球或購物。同樣，對于各種不同的網(wǎng)頁和廣告位，系統(tǒng)也會進行分類和分析。這些分析的結(jié)果會提前存儲在Key-value數(shù)據(jù)庫中，以便能夠迅速查詢。這種方式，廣告請求解析能夠通過查詢Key-value數(shù)據(jù)庫，迅速獲得相關信息。
另一方面，廣告主在投放廣告時，通常會設定廣告投放的限制條件，以確保廣告能夠達到預期效果。例如，他們可能希望廣告僅對位于北京、年齡在20歲以上、對籃球感興趣，或使用特定型號手機的用戶展示。這些限制條件可以用標簽的方式表示。因此，廣告設置本質(zhì)上是由一系列標簽的組合構(gòu)成。
因此，廣告引擎在處理廣告請求時，實際上是根據(jù)用戶的廣告請求信息，查找與標簽匹配的廣告設置，并對這些廣告進行排序，然后返回給用戶。這確保了廣告能夠有針對性地展示給最相關的受眾。
三、標簽檢索：合理使用標簽過濾和劃分索引空間
在廣告引擎中，合理使用標簽過濾和劃分索引空間是一項關鍵策略，用于提高廣告匹配性能和效率。標簽是一種有助于描述用戶、廣告和廣告位的屬性和特征的元數(shù)據(jù)。
以下是如何合理使用標簽來進行索引和過濾的方法：
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標簽化廣告和廣告位： 廣告庫中的廣告和廣告位可以分配標簽，這些標簽可以描述廣告的內(nèi)容、目標受眾、廣告位的屬性等。例如，廣告可以被標記為"運動鞋"、"折扣"，而廣告位可以被標記為"體育新聞"、"健康與生活"。
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用戶標簽： 對用戶進行標簽化，以描述他們的興趣、行為和屬性。用戶標簽可以包括地理位置、性別、年齡、興趣領域等。這些標簽可以通過用戶的歷史行為、搜索查詢、點擊記錄等數(shù)據(jù)分析來獲得。
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構(gòu)建標簽索引： 基于標簽，構(gòu)建廣告庫的索引和用戶數(shù)據(jù)庫的索引。這可以是倒排索引或其他索引結(jié)構(gòu)。標簽索引將廣告、廣告位和用戶數(shù)據(jù)連接起來，以便快速檢索。
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標簽匹配算法： 開發(fā)標簽匹配算法，以根據(jù)廣告請求中的標簽信息，匹配最相關的廣告和廣告位。這可能涉及標簽的匹配程度、權(quán)重等考慮。
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標簽過濾和篩選： 在廣告請求處理過程中，使用標簽過濾和篩選廣告庫，以縮小匹配范圍。這有助于減少匹配的時間和資源消耗。
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標簽層次結(jié)構(gòu)： 創(chuàng)建標簽層次結(jié)構(gòu)，使標簽之間存在父子關系，從而更好地組織和管理標簽。例如，"運動"可以是一個父標簽，而"籃球"和"足球"可以是子標簽。
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動態(tài)標簽更新： 根據(jù)實時數(shù)據(jù)和用戶行為，動態(tài)更新用戶標簽和廣告標簽。這有助于確保標簽信息始終反映實際情況。
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定向廣告： 利用標簽來實施廣告定向，確保廣告僅展示給符合特定標簽條件的用戶。這提高了廣告的相關性和效果。
綜合運用上述策略，廣告引擎可以高效地利用標簽來過濾、劃分索引空間和匹配廣告，以提供更相關的廣告，提高廣告系統(tǒng)的性能和用戶體驗。
四、向量檢索：提供智能匹配能力
在廣告引擎中引入向量檢索技術(shù)可以提供更高級的智能匹配能力。向量檢索允許廣告引擎將廣告、廣告位和用戶表示為向量，然后通過向量相似性來進行匹配，從而更精確地確定哪些廣告最適合與哪些用戶和廣告位相匹配。
讓我們通過一個具體案例來理解如何在廣告引擎中應用向量檢索以提供智能匹配能力。以一個虛構(gòu)的在線體育新聞網(wǎng)站的廣告引擎為例。
- 廣告庫： 包含不同類型的體育廣告，如足球、籃球、網(wǎng)球、高爾夫等，以及不同品牌的廣告。
- 廣告位： 包括不同類型的頁面和文章，如首頁、足球新聞、籃球新聞、高爾夫新聞等。
- 用戶數(shù)據(jù)： 包括用戶的地理位置、興趣領域、性別、年齡等信息。
使用向量檢索實現(xiàn)智能匹配：
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向量表示： 針對廣告庫中的每個廣告、廣告位和用戶，使用向量表示。這些向量可以包括廣告內(nèi)容、廣告位屬性、用戶興趣等維度。例如，一個足球廣告的向量可能包括 "足球"、"體育"、品牌信息等。
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聚類： 使用聚類算法將相似的廣告向量分組到同一簇中。例如，所有足球相關廣告可能分為一個簇，所有籃球廣告分為另一個簇。
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倒排索引： 為每個簇構(gòu)建倒排索引，將廣告、廣告位和用戶向量映射到它們所屬的簇。這樣，當廣告請求到達時，可以首先確定可能相關的簇。
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乘積量化： 在每個簇中，將向量應用乘積量化來降低維度。這可以將每個向量表示為一組較低維度的子向量，并應用量化來減小向量的大小。
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查詢處理： 當用戶訪問網(wǎng)站時，廣告引擎接收廣告請求，其中包括用戶的信息、頁面類型和內(nèi)容。引擎首先使用這些信息確定可能相關的簇。然后，在這些簇中使用乘積量化技術(shù)，將請求中的向量與廣告、廣告位和用戶向量進行匹配。最相似的向量將被選擇，以決定要顯示的廣告。
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智能排序： 匹配后，引擎可以使用向量相似性來排序廣告，確保最相關的廣告首先顯示給用戶。例如，如果用戶正在查看籃球新聞，引擎會更有可能選擇籃球廣告并根據(jù)與用戶興趣的匹配程度來排序。
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動態(tài)更新： 引擎可以定期更新向量，以反映用戶行為和廣告內(nèi)容的變化，確保匹配仍然是智能的。
通過這種方式，廣告引擎可以實現(xiàn)智能匹配，確保廣告與用戶的興趣和頁面內(nèi)容相關，并提供更個性化的廣告體驗。這有助于提高廣告效果和用戶滿意度。
五、打分排序：用非精準打分結(jié)合深度學習模型的精準打分
在廣告引擎中，使用非精準打分結(jié)合深度學習模型的精準打分是一種常見的策略，以提高廣告的排序性能。這組合了兩個環(huán)節(jié)：召回（Recall）和精準打分排序（Precision Ranking），中間加入了非精準打分（Non-Precision Scoring）的環(huán)節(jié)。
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召回（Recall）： 首先，廣告引擎執(zhí)行召回環(huán)節(jié)，目的是盡可能多地檢索潛在匹配的廣告候選集。在這一階段，引擎可以使用基于標簽、規(guī)則或其他快速方法來檢索廣告候選集。召回環(huán)節(jié)的目標是捕獲潛在的廣告，即使其中一些不是精確匹配，也要確保不錯過任何潛在的機會。
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非精準打分（Non-Precision Scoring）： 這是添加到召回階段的新環(huán)節(jié)。在非精準打分中，引擎可以使用快速的打分算法，例如基于規(guī)則或標簽匹配的算法，來為召回的廣告候選集打分。這些打分是非精確的，主要用于粗略排序，以便稍后的精準打分排序能夠更聚焦在具有更高潛在匹配性的廣告上。
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精準打分排序（Precision Ranking）： 在這一環(huán)節(jié)，引擎使用深度學習模型或其他精確的打分算法來為召回的廣告候選集中的每個廣告進行更精準的打分。這些算法可以綜合考慮廣告內(nèi)容、用戶興趣、廣告位屬性等多個因素，以確定廣告與用戶的匹配程度。廣告按照精確的打分進行排序，以確保最相關的廣告最先呈現(xiàn)給用戶。
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結(jié)果返回： 最終，排名好的廣告將根據(jù)其得分從高到低呈現(xiàn)給用戶。用戶將看到高度相關的廣告，提高了廣告效果和用戶滿意度。
這種組合策略允許廣告引擎在召回階段寬泛地捕獲潛在廣告，然后通過精準打分排序在確保精確匹配的同時，提高廣告的排序性能。非精準打分階段可以快速排除一些不相關的廣告，從而加速精準打分的過程。同時，深度學習模型可以學習復雜的廣告與用戶之間的關系，以提供更準確的排序。這種策略有助于平衡性能和準確性。
六、索引精簡：在索引構(gòu)建環(huán)節(jié)縮小檢索空間
廣告引擎和搜索引擎在檢索對象的生命周期上存在顯著差異。廣告設置的生命周期變化快，而不是像網(wǎng)頁一樣持久存在。這種快速變化的特性需要在廣告引擎的索引構(gòu)建環(huán)節(jié)采取不同的優(yōu)化策略，以提高檢索效率。主要優(yōu)化策略包括：
離線過濾條件
在離線的索引構(gòu)建環(huán)節(jié)，廣告引擎應用廣告設置的過濾條件。這些條件可能包括時間段、預算狀態(tài)、地理位置等，而不僅僅是與廣告內(nèi)容或用戶屬性相關的條件。通過在索引構(gòu)建時過濾掉那些在未來某個時間點不再有效的廣告設置，可以大幅減小檢索空間。
動態(tài)索引更新
由于廣告設置的狀態(tài)和限制條件可能隨時發(fā)生變化，廣告引擎應該支持動態(tài)索引更新。這意味著在實時或定期基礎上，廣告引擎需要更新索引以反映廣告設置的最新狀態(tài)。例如，當廣告的投放時間段結(jié)束或預算用盡時，相應的廣告設置應該從索引中移除。
增量索引構(gòu)建
廣告引擎可以使用增量索引構(gòu)建策略，只構(gòu)建或更新發(fā)生變化的廣告設置的索引。這減少了索引構(gòu)建的計算成本，因為不必重新構(gòu)建所有廣告設置的索引。
定期清理
定期清理索引中的過期或不再有效的廣告設置是關鍵的。這有助于保持索引的整潔，減小檢索空間，避免對無效廣告進行不必要的檢索。
通過將過濾條件提前到離線的索引構(gòu)建環(huán)節(jié)，并支持動態(tài)索引更新，廣告引擎可以更好地適應廣告設置的生命周期的快速變化。這種優(yōu)化策略有助于提高檢索效率，減少冗余計算開銷，提供更快速的廣告檢索。
參考文章技術(shù)
- 極客時間《檢索技術(shù)核心 20 講》【廣告系統(tǒng)：廣告引擎如何做到在0.1s內(nèi)返回廣告信息？】，陳東 ----- 主要學習材料
- 互聯(lián)網(wǎng)廣告及產(chǎn)品變現(xiàn)認知分析整理_張彥峰ZYF的博客-CSDN博客互聯(lián)網(wǎng)廣告及產(chǎn)品變現(xiàn)認知分析整理_張彥峰ZYF的博客-CSDN博客
- 美團廣告實時索引的設計與實現(xiàn) - 美團技術(shù)團隊
- https://www.cnblogs.com/ErinCodeMM/p/5033321.html
- 搜索，推薦，廣告系統(tǒng)架構(gòu)及算法技術(shù)資料大合集吐血整理——2019 年終分享 - AIQ
- https://www.infoq.cn/article/73za7ahrg1osmdtfa9tv
- “量效合一”背后，巨量引擎搜索廣告的業(yè)務邏輯是什么？ - 數(shù)英