聊天机器人开发中如何实现用户历史记录的查询

聊天机器人开发中如何实现用户历史记录的查询

聊天机器人开发的朋友应该都有这个体会:用户一进来就问"上次我们聊到哪了",这时候你要是答不上来,场面就很尴尬。说实话,我第一次遇到这个需求的时候也是一脸懵,心想这玩意儿到底怎么做?今天就把我踩过的坑和总结的经验分享出来,希望能帮到正在做类似项目的你。

为什么用户历史记录这么重要

先说点虚的。你有没有发现,那些用起来感觉特别"懂你"的聊天机器人,往往都能记住你之前说过什么。比如你说"帮我订明天的机票",它会先问你"是要去上海吗",因为它记得你们刚才讨论的就是上海相关的事。这种连续性的对话体验,靠的就是背后那一套用户历史记录查询机制。

从产品角度来看,用户历史记录查询能带来的价值远不止"记住对话"这么简单。它能让对话更自然连贯,减少用户的重复输入;能让机器人基于上下文做出更准确的判断;还能帮助运营人员分析用户行为、优化对话流程。甚至在出现纠纷的时候,这些记录也是重要的凭证。

我记得有个做智能客服的朋友跟我吐槽,说他们之前没做历史记录查询,结果用户每次都得把问题重新说一遍,满意度特别低。后来加了历史记录功能,用户的投诉率直接降了30%多。你看,就是这么一个小功能,影响可能超乎你的想象。

技术方案的整体设计思路

好,背景说完了,我们来聊聊具体怎么做。用户历史记录查询这个问题,表面上看是"存数据、查数据"的事,但真正做起来会发现里面门道不少。我的经验是,先别急着写代码,把整体架构想清楚更重要。

一般来说,整体方案会包含这几个核心模块:数据存储层负责持久化保存用户的对话记录;查询服务层负责根据各种条件检索历史数据;上下文管理模块负责在对话过程中维护和更新当前会话的状态;接口层则对外提供标准化的查询API。这几个模块各司其职,又能有机配合,整体架构才够稳。

在考虑技术选型的时候,你需要权衡几个关键点:数据量级有多大?查询延迟要求多高?需要支持多复杂的查询条件?是不是要支持实时查询?这些因素会直接影响你最终的技术方案选择。比如用户量级小的时候,用关系型数据库完全够用;但如果日均消息量达到几千万级别,你可能就需要考虑分布式存储方案了。

数据存储方案的选择

存储方案是整个系统的根基,选错了后面全是麻烦。我自己用过的方案大概有这几类,跟你说说各自的优缺点。

关系型数据库是最传统也是最稳妥的选择。像MySQL、PostgreSQL这些,用起来熟悉,SQL语句功能强大,事务支持完善,查询灵活性高。对于大多数项目来说,关系型数据库完全能够满足需求。而且配套的运维工具、生态方案都很成熟,出了问题也比较容易找到解决方案。缺点的话,主要是水平扩展能力有限,大数据量下性能可能成为瓶颈。

NoSQL数据库比如MongoDB、Elasticsearch这些,近年来也很流行。它们天然支持分布式架构,水平扩展能力强,特别适合大数据量场景。MongoDB的文档模型对对话记录这种结构很契合,存进去的格式和取出来的格式基本一致,不用做复杂的ORM映射。Elasticsearch则在全文检索方面优势明显,如果你需要支持"搜索历史消息"这种需求,它会是很好的选择。但NoSQL在事务支持上通常不如关系型数据库强,如果你对数据一致性要求很高,这点需要特别注意。

时序数据库比如InfluxDB、TimescaleDB,是专门为时间序列数据设计的。对话记录天然具有时间属性,按时间顺序写入、按时间范围查询是最常见的模式。时序数据库针对这种模式做了大量优化,存储压缩率很高,查询性能也经过专门调优。如果你主要按时间维度来查询历史记录,且数据量非常大,可以考虑这类方案。

我的建议是:如果你的项目处于早期阶段,用户量还不确定,选关系型数据库是最稳妥的,先把功能做出来再说;如果已经确定数据量会很大,且查询模式比较固定,再考虑针对性的优化方案。早期别过度设计,后期再根据实际瓶颈做调整。

数据表结构的设计

表结构设计直接影响查询效率和后期扩展。我见过一些项目,开始的时候表结构设计得很随意,后面要加字段或者改查询逻辑的时候,那叫一个痛苦。这里分享一个我自己用的表结构模板,你可以在这个基础上根据实际需求调整。

字段名 类型 说明
id bigint 主键ID,建议使用雪花算法生成
user_id varchar(64) 用户唯一标识
session_id varchar(64) 会话ID,用于区分不同对话轮次
message_id varchar(64) 消息唯一ID
role varchar(20) 角色,user/assistant/system
content text 消息内容
content_type varchar(20) 内容类型,text/image/audio等
timestamp bigint 消息时间戳,毫秒级
metadata json 扩展字段,存一些额外信息

这个表结构看起来简单,但该考虑的点基本都涵盖了。user_id和session_id是最基本的索引字段,几乎所有查询都会用到。timestamp字段加索引是因为按时间范围查询是最常见的场景,比如"查询最近7天的对话记录"。metadata字段用JSON类型是因为实际业务中经常会有一些不确定的扩展需求,放这个字段里比较灵活。

有个小建议:表结构设计的时候,最好把timestamp字段的精度确定下来。我一般用毫秒级时间戳,这样同一个毫秒内有多条消息也能区分开。如果你用的是MySQL,也可以考虑用DATETIME类型,但要注意时区问题,不同地区展示的时候可能需要转换。

查询接口的设计

存储方案确定之后,接下来就是设计查询接口。接口设计得好不好,直接影响后面接入的效率和体验。这里我说几个关键的查询接口,以及设计时需要考虑的细节。

按会话查询历史记录

这是最基础的查询需求,给定一个session_id,返回这个会话里的所有消息记录。SQL大概是这样:

SELECT * FROM message_history WHERE session_id = ? ORDER BY timestamp ASC

这里有几个点要注意。首先是排序,大多数场景下对话记录都是按时间正序展示的,所以ORDER BY timestamp ASC是合理的。但也有例外,比如有的产品经理可能会要求最新的消息显示在前面,这时候你再改成DESC就行。其次是分页,如果一个会话里的消息很多,一次性全返回不太现实,需要支持分页查询。最常见的分页方式有两种:基于偏移量的LIMIT OFFSET方式,和基于消息ID的光标分页方式。前者实现简单,但大数据量下性能会变差;后者性能更稳定,但前端处理起来稍微复杂一点。

我个人的经验是,如果消息总量不是特别大(比如单会话不超过1000条),用偏移量分页就可以了;如果消息量可能很大,或者对性能要求很高,建议用光标分页。具体做法是:第一次查询不带光标,返回第一条消息的ID作为下一页的游标;后续查询带上这个光标,只查询比这个ID更大的消息。

按用户查询所有会话

另一个常见需求是查询某个用户的所有会话记录,用于展示"历史对话列表"这样的功能。这时候你需要先按session_id分组,找出用户参与过的所有会话,然后可能还要取每个会话的最后一条消息作为预览。

这个查询的实现方式有几种。最简单的是直接对session_id去重:

SELECT DISTINCT session_id FROM message_history WHERE user_id = ? ORDER BY MAX(timestamp) DESC

但这样只能拿到session_id,要展示会话预览还得再查一次。有个优化方案是用子查询或者窗口函数,一次性把会话信息和最后一条消息都查出来。比如:

SELECT session_id, MAX(timestamp) as last_time FROM message_history WHERE user_id = ? GROUP BY session_id ORDER BY last_time DESC

这个查询能拿到每个会话的最后活跃时间,拿到这个时间之后,你可以再用这个时间去倒查每条会话的最后一条消息内容。不过这样要查两次数据库,如果你对性能要求很高,可以考虑用冗余存储的方式——在会话表里专门维护一个last_message字段,每次插入新消息的时候同步更新这个字段,这样查会话列表的时候就只需要查一张表了。

全文检索查询

有的时候用户会忘记之前聊过什么,但记得某些关键词,这时候就需要支持全文检索功能。比如用户搜"发票",能返回所有包含"发票"关键词的历史消息。

实现全文检索有几种方案。最基础的是用数据库的LIKE查询,比如SELECT * FROM message_history WHERE content LIKE '%发票%'。这种方式简单是简单,但有几个问题:一是性能差,大数据量下全表扫描根本扛不住;二是中文分词效果不好,"发票"能匹配上,但"发"和"票"分开就匹配不上了。

更好的方案是引入专业的全文检索引擎,Elasticsearch是最常见的选择。你可以把消息内容同步到Elasticsearch里,让它帮你做中文分词和全文检索。查询的时候先在Elasticsearch里找到匹配的消息ID,再根据ID去数据库拿完整数据。这种方案性能好,检索效果也更好,但系统复杂度也更高,需要多维护一套同步链路。

如果你用的是云服务厂商提供的解决方案,这块可能会更简单一些。比如声网提供的实时互动云服务里,就有一些现成的消息检索能力可以直接调用,他们在这块的沉淀还是比较深的,省得你自己从零开始造轮子。

性能优化的几个关键点

历史记录查询的性能问题,往往是在用户量上来之后才暴露出来的。等你发现查询变慢的时候,往往已经积累了大量数据,再做优化就很被动。所以最好在设计阶段就把一些优化点考虑进去。

索引优化

索引是查询性能的最基本保障。前面提到的user_id、session_id、timestamp这几个字段,几乎是所有查询的必备条件,一定要建索引。具体建什么类型的索引,根据你的查询模式来定。

单字段索引最简单,每个字段单独建一棵B+树,查询的时候走对应的索引就行。复合索引是把多个字段组合在一起建一棵索引,比如(user_id, timestamp)这个索引,同时按用户和时间来查询的场景特别适合。但复合索引有字段顺序的问题,通常是把等值查询的字段放前面,范围查询的字段放后面。比如(user_id, session_id, timestamp)这个索引,查询某个用户的某个会话,就很高效。

索引不是越多越好,每个索引都会增加写操作的开销,也会占用额外的磁盘空间。我的经验是,先根据实际的查询慢日志来加索引,不要提前过度优化。

数据归档策略

随着时间推移,历史消息会越来越多,如果不加以管理,查询性能肯定会下降。我建议从一开始就规划好数据归档策略。

最常见的策略是按时间分表。比如按月份分表,message_history_202401、message_history_202402这样,每个月一张表。查询的时候根据时间范围确定要查哪些表,只查相关的表,不查无关的表。这种方式实现起来简单,运维也方便,是很多公司的选择。

如果数据量特别大,还可以考虑冷热分离。近期(比如3个月内)的热数据放性能好的存储里,查询走索引;更早的冷数据归档到对象存储里,需要查询的时候再取。这种方案存储成本低,但查询冷数据的时候延迟会高一些,适合"偶尔查历史"的场景。

还有一种策略是应用层缓存。用Redis这样的内存缓存,把最近活跃用户的会话列表、最近的消息内容缓存起来。这样大部分查询可以直接走缓存,不落到数据库上,响应速度会快很多。不过缓存需要考虑一致性问题,如果用户发了一条新消息,缓存和数据库的更新顺序很重要,搞不好就会看到旧数据。

异步处理与最终一致性

有些场景下,对历史记录的实时性要求没那么高,可以考虑用异步方式来处理。比如用户发送消息的时候,先返回成功响应,然后把消息入库的操作放到消息队列里异步执行。这样用户体验更好,响应更快,但代价是数据写入有延迟,可能几秒钟之后才能查到刚发的消息。

这种方案需要权衡你的业务场景。如果是IM聊天,消息实时性很重要,异步可能导致消息显示慢,用户体验不好;但如果是日志记录、审计追踪这类场景,稍微延迟几分钟完全能接受,用异步就完全没问题。

实际开发中的一些经验教训

说了这么多技术方案,最后分享几个我在实际开发中踩过的坑,希望能帮你避雷。

第一个教训是关于分页的。前面提到分页有两种方式,有次我们线上出了个问题:用户快速翻页的时候,频繁出现重复数据或者数据缺失。查了一圈发现是偏移量分页的经典问题——在翻页过程中有新数据插入,导致页面重叠或者跳行。后来我们改成了光标分页,这个问题就解决了。所以如果你的产品有快速翻页的操作场景,强烈建议用光标分页。

第二个教训是关于数据清理的。有个项目我们做了用户历史记录功能,但没做数据清理策略。结果三年下来,库里堆了几亿条消息,每次查都特别慢。后来加了定时清理任务,只保留最近一年的数据,性能才恢复正常。所以从一开始就要想好数据保留策略,不要等到出了问题再补救。

第三个教训是关于权限控制的。有次线上出了安全事故:一个用户通过接口查询到了别人的历史消息。查原因是查询接口只校验了用户ID,但没校验数据归属关系,导致越权访问。这个教训很深刻,任何涉及用户数据的接口,权限校验一定要做好,宁可多做,不可漏做。

结合声网的解决方案

说到音视频和实时互动这个领域,声网的积累确实挺深的。他们作为全球领先的对话式AI与实时音视频云服务商,在纳斯达克上市,股票代码是API,在行业里确实是头部的位置。

如果你正在开发聊天机器人,需要用到实时音视频、实时消息、互动直播这些能力,声网的一站式解决方案值得关注。他们在全球的节点覆盖很广,实时互动的延迟和稳定性都有保障。特别是做1V1社交、语聊房、秀场直播这些场景,他们的最佳实践和本地化技术支持做得比较到位。

在用户历史记录这个层面,声网的实时消息服务本身就支持消息的存储和查询,他们在这块有一些现成的API可以直接调用,省得你自己从零开始搭建。对于想要快速上线产品的团队来说,用云服务商的成熟方案确实能省不少事。当然,如果你有特殊的业务需求,也可以基于他们的底层能力做二次开发,灵活度还是有的。

另外声网的对话式AI能力也值得关注。他们有个对话式AI引擎,可以把文本大模型升级为多模态大模型,在智能助手、虚拟陪伴、口语陪练、语音客服这些场景都有应用。如果你做的聊天机器人需要接入AI对话能力,他们也能提供端到端的解决方案。

总的来说,技术选型这件事没有绝对的对错,只有适合不适合。你的业务规模、团队能力、迭代速度,这些因素都会影响最终的选择。有时候用成熟的云服务快速搭建起产品原型,比自己从零造轮子更务实;有时候针对特定场景做深度优化,比用通用方案效果更好。关键是搞清楚自己的核心需求是什么,然后针对性地做选择。

用户历史记录查询这个功能,看起来简单,但要做完善还是需要花点心思的。从存储方案、查询接口、性能优化到安全合规,每个环节都有讲究。希望这篇文章能给你一些参考,如果有什么问题,欢迎一起探讨。

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