你好,我是陈东。欢迎来到《检索技术核心20讲》。

今天是课程导读,在正式开始学习检索技术之前,我想和你先聊聊这个专栏的学习方法,目的就是让我们后面的学习能达到事半功倍的效果。

想要高效地学习检索,我的经验是咱得先弄清楚到底都要学哪些内容,给自己一张知识地图,才能做到心中有数。

这里,我根据十多年的工作经验,梳理了和我们的工作有较强相关性的检索知识,并整理出了一张知识全景图,你可以看一看。

在这张图中,我从基础到实际应用,将需要学习的检索技术分为了四个层级,我们按照从下往上的顺序依次来看。

第一层是存储介质层。因为检索效率的高低和数据存储的方式是紧密联系的,所以,存储介质的特性是我们需要学习的基础知识。

第二层是数据结构与算法层。提到“效率”,自然就离不开数据结构和算法。在遇到实际业务的时候,我们要知道如何利用每个数据结构和算法的特点,来提高检索效率。所以,这块内容我们必须要学得很扎实。

第三层是检索专业知识层。如果我们想实现工业界中的检索引擎,需要掌握这些检索技术。我把它们划分为两部分,分别是工程架构和算法策略。这些内容是我们解决常见业务问题的必备知识。

第四层是检索技术的应用层。检索技术在互联网中有许多应用场景,其中最常见的,有搜索引擎、广告引擎、以及推荐引擎。这些业务系统有相似的工程架构和算法部分,也分别有自己独特的业务处理环节。学习它们的实践方法,我们可以更全面、更深入地掌握检索技术。

你可能想说,这些内容看起来可真不少啊!其实,这张图已经是我精简后的了,如果你想要全面掌握检索技术,这张图里提到的每一个方向,你都可以非常深入地去学习。

这么一看,即使有了这张全景图,学习检索依然不容易。那如果想要高效学习,我们具体又该怎么做呢?我们需要有清晰的学习路径和科学、高效的学习方法,我把它们称为“三步走策略”。接下来,我就和你具体来聊一聊。

第一步:夯实基础

万丈高楼平地起。我们刚才说过,检索技术的底层基础知识,离不开数据结构和算法。在检索领域里最常用的基础数据结构和算法,主要有:数组、链表、位图、布隆过滤器、哈希表、二叉检索树、跳表、倒排索引。

因为检索技术本质上就是将数据从存储的地方高效取出的技术,而数据是以什么数据结构存储的,会直接影响到检索效率。所以,对于这些基础知识,我们要重点关注它们的存储特点和检索效率。从中,我们不仅可以学会在合适的场景使用合适的技术,还可以掌握检索的核心设计思想,从而在代码层面提高检索效率。

比如说,数组和链表是最基础的数据结构。从存储特点上来说,它们都属于线性结构。而从检索效率上来说,在数据无序存储,并且本身结构没有做任何优化的情况下,数组和链表的检索效率是O(n)。那想要提高检索效率,我们就需要结合它们自身的特点,将二分查找的思想加入进去,将检索效率提升到O(log n)。这其中就体现了检索的核心设计思想:合理组织数据,尽可能快速减少查询范围,提升检索效率。在具体写代码的时候,如果我们能应用这样的设计思想,那检索效率肯定会有大幅提升。

第二步:在实践中将技术落地

多年的工作经验告诉我,工业界的技术落地和基础知识之间还是有很大差距的。解决实际问题的能力,往往是衡量一个工程师水平的标尺。如果我们想加强自己的技术经验积累,除了打好基础,更重要的是要从实践中学习工业界的解决方案。

在开篇词中我们说过,检索技术是数据库、搜索引擎、广告引擎和推荐引擎等热门业务系统的底层技术。所以,这些场景中的实际业务需求,都可以作为我们学习检索技术的“题库”。在“解题”的过程中,我们要重点关注工业界中,针对不同场景的高效检索技术,和热门业务系统中检索架构的设计方案,以及它们各自的特殊处理环节。从中,我们不仅能学到对应的行业经验,还可以了解不同行业中检索架构特点,以此来解决工作中的实际检索难题。

比如说,“刚发布的文章为什么能被搜到”,这就是一个典型的检索实战题,它主要用到的知识就是索引更新。在工业界中实现索引更新的时候,为了追求更高的检索性能,我们一般不会直接对索引加锁,而是会利用“双buffer机制”来实现索引更新。但是像搜索引擎这样万亿级网页的索引规模,无法直接使用“双buffer机制”来更新,需要使用“全量索引结合增量索引”方案来更新索引。

再比如说,当我们要在系统中使用数据库来进行存储和检索时,那么是使用关系型数据库好呢?还是选择NoSQL好呢?这就需要我们对于数据库的检索技术B+树,和NoSQL中的LSM树有一定的了解。比如,在数据被频繁写入、较少查找的日志系统和监控系统中,我们更应该使用NoSQL型数据库。

知道了学习的重点在哪儿,我们就可以很容易地梳理出高效学习的路径了。本专栏就是从这样的角度出发,借助三个模块,帮助你建立全面的检索知识体系。

第三步:搭配高效学习攻略

那除了高效的学习路径,我也有一些学习方法想分享给你。我一共总结了3条攻略,希望它们能够帮助你更轻松、高效地学习这个专栏。

1.多思考、多提问,善用“理解记忆法”

平时,我们想要记住一篇文章中新学的知识点的时候,很多人会说:多读几遍,你就能记住这些知识点了。但事实证明,任何不经过深刻理解的知识点都是“留不住”的,过一阵子我们就会把它忘了。即使我们短时间内没有忘记,“记住”也不等于“学会”。

那对于我们专栏来说,在面对复杂的检索知识的时候,我更建议你通过理解记忆的方式进行学习。具体的方式有啥呢?我比较推荐问答的方式。也就是说,在学习每个知识点的时候,你可以一直问自己几个问题,比如,“这个知识点要解决什么问题?”“如果不用这个方法还有其他的解决方案吗?”“使用这个方法有副作用或者限制吗?”。

慢慢地,你会发现,这种问自己问题的学习方式,不仅能帮你“学会”知识,更重要的是,它还能训练你的思考能力和理解能力。当你在学别的知识的时候,依然可以用同样的方法。

2.建立自己的知识体系

学会了怎么“记”还不够,因为,随着我们学习的不断深入,知识点会越来越多,而不成体系的学习,往往会事倍而功半。所以,我们需要把它们有效地组织起来,有体系地学习。那么问题来了,我们该如何建立自己的知识体系呢?一般来说,我会用这么两个小技巧:对比和拆解

在学习一个新知识点的时候,我们可以把它和之前学过的知识点对比,看看它们之间的相同点和不同点,为新、旧知识之间建立联系。

那如果这个新知识点是一个比较复杂的知识点,我们可以试着把它拆解成多个小知识点,拆解之后,我们依然可以用对比的方法,让这些小知识点和旧知识建立联系。

借助这两个小技巧,你就能将零散的知识点关联起来,从而形成一个自己的知识体系了。

3.有耐心、反复学、多交流

我相信,通过前面这些方法你已经建立起了学习的信心。那这里,我就要给你泼一盆“冷水”了。在刚开始学习检索的时候,就算已经使用了前面的学习方法,我们还是会遇到一种情况:不能完全掌握学到的内容。

不过,你不用担心,这种情况再自然不过了。作为一名“检索老兵”,我想告诉你,实用的学习方法虽然能保证我们少走弯路,但想要真正掌握一项技能,反复学习是非常重要的。尤其是在新知识点比较多的时候,反复学习就更为重要了。

在反复学习的过程中,你需要多看、多听、多思考、多对比。一方面,这能帮助你加强对检索知识的理解;另一方面,在重复学习的过程中,你也能更好地将前后的知识进行梳理,从而将新知识点融入自己的知识体系中。在这个过程中,你还可以多和同事、同行交流、讨论,弥补自己的知识盲点,做到全面地理解知识。

重点回顾

说了这么多,我已经把学习这个专栏的高手攻略,全部分享给你了。但我还是想再和你强调一些重点内容,希望能帮助你应用到自己的学习和工作中。

首先,我们可以从4个层级来学习检索技术,分别是存储介质层、数据结构和算法层、检索专业知识层、以及应用层。这里面的内容很多,要熟练掌握不是一件容易的事情。因此,我们需要有科学、高效的学习方法,以及清晰的学习路径。那我也和你分享了学习这个专栏的一些方法。总结来说就是“三步走策略”:夯实基础、在实践中将技术落地,最后搭配高效的学习攻略。

方向已经指明了,路线也清晰了,接下来,我们就可以开始学习了。那最后呢,我还有一句话想要送给你:道阻且长,行则将至,我们一起努力!

课堂讨论

在我今天给到的检索技术的两张图中,你对其中哪部分知识最感兴趣呢?另外,除了我今天和你分享的学习方法,你也可以在留言区说一说,对于这个专栏,你准备怎么学?

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