Java程序员的AI之LangChain4j(一)从零到企业级AI开发
怎么起个名就那么难 2024-10-16 15:01:01 阅读 83
LangChain4j
LangChain4j什么是LangChain4j初识LangChain4j和OpenAi的第一次对话多轮对话打字机流式响应整合SpringBootModerationModelImageModel本节总结
LangChain4j
现在很多公司,都偏向于AI,应用智能化相结合,达到智能化,可自定义化AI,这样让AI可以帮助我们更快的使用应用
什么是LangChain4j
它是Java版本的LangChain,随着大模型的不断发展,如何在程序中更好的利用大模型的能力来提高编程效率是一种趋势,LangChain是这么自己介绍自己的:
LangChain gives developers a framework to construct LLM‑powered apps
easily.
意思是:LangChain提供了一个开发框架,使得开发者可以很容易的用来构建具有LLM能力的应用程序。
LLM就是Large Language Model,也就是常说的大语言模型,简称大模型。
个人认为:大模型时代,如何将大模型能力和传统应用相结合,使得传统应用更加智能,是人工智能时代的趋势。以前一个应用要获得智能,需要企业自己投入资源训练模型,而现在只需要接入大模型即可,这种便利性将使得大模型会应用得更为广泛,而如何将大模型能力和Java编程语言相结合,这就是LangChain4j所做的。
注意,大模型的能力远远不止聊天的能力,而LangChain4j就在帮助我们更好的利用大模型的能力,从而帮我们打造出更加智能的应用。
初识LangChain4j
接下来,让我们与LangChain4j初识一下,新建一个Maven工程,然后添加以下依赖:
<code><?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>code>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"code>
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"code>
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">code>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.qjc</groupId>
<artifactId>langchain4j-project-1</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
<maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<langchain4j.version>0.27.1</langchain4j.version>
</properties>
<dependencies>
<!--核心-->
<dependency>
<groupId>dev.langchain4j</groupId>
<artifactId>langchain4j</artifactId>
<version>${langchain4j.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>dev.langchain4j</groupId>
<artifactId>langchain4j-open-ai</artifactId>
<version>${langchain4j.version}</version>
</dependency>
<!--日志-->
<dependency>
<groupId>org.tinylog</groupId>
<artifactId>tinylog-impl</artifactId>
<version>2.6.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.tinylog</groupId>
<artifactId>slf4j-tinylog</artifactId>
<version>2.6.2</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
引入了langchain4j的核心依赖、langchain4j集成OpenAi各个模型的依赖、轻量级实现了slf4j接口的tinylog日志依赖。
和OpenAi的第一次对话
package com.qjc.demo;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
public HelloAI {
public static void main(String[] args) {
ChatLanguageModel model = OpenAiChatModel.withApiKey("demo");
String answer = model.generate("你好,你是谁?");
System.out.println(answer);
}
}
运行代码结果为:
你好,我是一个人工智能助手。我可以回答你的问题和提供帮助。有什么可以帮到你的吗?
这样,我们使用LangChain4j第一次成功的和OpenAi的GPT模型进行了对话,正常来说,调用OpenAi的API接口需要在OpenAi的官网去申请ApiKey才能调用成功,而我这里传入的ApiKey为"demo"却也能调通,这是因为:
public OpenAiChatModel(String baseUrl, String apiKey, String organizationId, String modelName, Double temperature, Double topP, List<String> stop, Integer maxTokens, Double presencePenalty, Double frequencyPenalty, Map<String, Integer> logitBias, String responseFormat, Integer seed, String user, Duration timeout, Integer maxRetries, Proxy proxy, Boolean logRequests, Boolean logResponses, Tokenizer tokenizer) {
baseUrl = (String)Utils.getOrDefault(baseUrl, "https://api.openai.com/v1");
if ("demo".equals(apiKey)) {
baseUrl = "http://langchain4j.dev/demo/openai/v1";
}
//其他代码
}
在底层在构造OpenAiChatModel时,会判断传入的ApiKey是否等于"demo",如果等于会将OpenAi的原始API地址"https://api.openai.com/v1"改为"http://langchain4j.dev/demo/openai/v1",这个地址是langchain4j专门为我们准备的一个体验地址,实际上这个地址相当于是"https://api.openai.com/v1"的代理,我们请求代理时,代理会去调用真正的OpenAi接口,只不过代理会将自己的ApiKey传过去,从而拿到结果返回给我们。
所以,真正开发时,需要大家设置自己的apiKey或baseUrl,可以这么设置:
ChatLanguageModel model = OpenAiChatModel.builder()
.baseUrl("http://langchain4j.dev/demo/openai/v1")
.apiKey("demo")
.build();
多轮对话
前面的例子中,我们通过ChatLanguageModel的generate()方法向大模型提出问题:
String answer = model.generate("你好,你是谁?");
那如果我继续向大模型说:
model.generate("请重复")
那么大模型还记得它之前的回答吗?我们先看看效果,代码如下:
package com.qjc.demo;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
public class HelloAI {
public static void main(String[] args) {
ChatLanguageModel model = OpenAiChatModel.builder()
.baseUrl("http://langchain4j.dev/demo/openai/v1")
.apiKey("demo")
.build();
System.out.println(model.generate("你好,你是谁?"));
System.out.println("----");
System.out.println(model.generate("请重复"));
}
}
运行结果如下:
你好,我是一个聊天机器人,可以回答你的问题和进行对话。有什么可以帮助你的吗?
----
请重复
大模型重复了我第二次跟它说的,而不是重复它的第一次回答,这是因为,目前的代码中,每次调用generate()都是一次新的会话,我再举一个例子:
package com.qjc.demo;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
public class HelloAI {
public static void main(String[] args) {
ChatLanguageModel model = OpenAiChatModel.builder()
.baseUrl("http://langchain4j.dev/demo/openai/v1")
.apiKey("demo")
.build();
System.out.println(model.generate("你好,我是小齐"));
System.out.println("----");
System.out.println(model.generate("我叫什么"));
}
}
运行结果为:
你好小齐,有什么可以帮助你的吗?
----
抱歉,我不知道您的名字。您可以告诉我您的名字吗?我可以记住它并以后称呼您。
一样的情况,因为第二次调用generate()方法是一次单独的会话,那么如何做到使得两次或多次generate()在同一个会话中呢?在LangChain4j中有一个ChatMemory组件,它就是专门用来实现会话功能的,但是它需要结合LangChain4j中的AiService来使用,我们后面再介绍,现在我们先使用笨办法来解决多轮对话的问题。
在ChatLanguageModel中有多个generate()重载方法:
default String generate(String userMessage) {
return generate(UserMessage.from(userMessage)).content().text();
}
default Response<AiMessage> generate(ChatMessage... messages) {
return generate(asList(messages));
}
Response<AiMessage> generate(List<ChatMessage> messages);
我们前面使用的就是第一个generate()方法,而第二个和第三个generate()方法都是接收一个ChatMessage集合,并且返回一个AiMessage,那么ChatMessage和AiMessage分别都表示什么意思呢?
ChatMessage是一个接口,表示聊天消息,它有以下四种实现:
UserMessage:表示用户发送给大模型的消息AiMessage:表示大模型响应给用户的消息SystemMessage:也是用户发送给大模型的消息,和UserMessage不同在于,SystemMessage一般是应用程序帮用户设置的,举个例子,假如有一个作家应用,那么“请你扮演一名作家,请帮我写一篇关于春天的作文”,其中“请你扮演一名作家”就是SystemMessage,“请帮我写一篇关于春天的作文”就是UserMessageToolExecutionResultMessage:也是用户发送给大模型的,表示工具的执行结果,关于LangChain4j的工具机制,会在后续介绍,目前可以忽略
我们先重点关注UserMessage和AiMessage,它们就相当于请求和响应,所以如果我们想要实现多轮对话,可以这么实现:
package com.qjc.demo;
import dev.langchain4j.data.message.AiMessage;
import dev.langchain4j.data.message.UserMessage;
import dev.langchain4j.memory.ChatMemory;
import dev.langchain4j.memory.chat.MessageWindowChatMemory;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.output.Response;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
public class HelloAI {
public static void main(String[] args) {
ChatLanguageModel model = OpenAiChatModel.builder()
.baseUrl("http://langchain4j.dev/demo/openai/v1")
.apiKey("demo")
.build();
UserMessage userMessage1 = UserMessage.userMessage("你好,我是小齐");
Response<AiMessage> response1 = model.generate(userMessage1);
AiMessage aiMessage1 = response1.content(); // 大模型的第一次响应
System.out.println(aiMessage1.text());
System.out.println("----");
// 下面一行代码是重点
Response<AiMessage> response2 = model.generate(userMessage1, aiMessage1, UserMessage.userMessage("我叫什么"));
AiMessage aiMessage2 = response2.content(); // 大模型的第二次响应
System.out.println(aiMessage2.text());
}
}
代码执行结果为:
你好,小齐。有什么可以帮助你的吗?
----
您的名字是周瑜。有什么其他问题我可以帮忙解答吗?
其中重点代码为:
Response<AiMessage> response2 = model.generate(userMessage1, aiMessage1, UserMessage.userMessage("我叫什么"));
同样是问"我叫什么",但是这里我把第一次的问题和答案,也就是我和大模型的历史对话传给了大模型,只有这样,大模型才能结合历史对话知道"我叫什么"。事实上,我们在使用ChatGPT时也是一样的原理,因为ChatGPT需要结合历史对话才更能理解你最新一句话的真正意思。
打字机流式响应
在前面的例子中,当我们通过ChatLanguageModel的generate()方法向大模型提问时,ChatLanguageModel一次性给了整段响应结果,而不是一个字一个字打字机式的回答,不过我们可以使用OpenAiStreamingChatModel来实现打字机效果,代码如下:
package com.qjc.demo;
import dev.langchain4j.data.message.AiMessage;
import dev.langchain4j.memory.ChatMemory;
import dev.langchain4j.memory.chat.MessageWindowChatMemory;
import dev.langchain4j.model.StreamingResponseHandler;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.chat.StreamingChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiStreamingChatModel;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
public class HelloAI {
public static void main(String[] args) {
StreamingChatLanguageModel model = OpenAiStreamingChatModel.builder()
.baseUrl("http://langchain4j.dev/demo/openai/v1")
.apiKey("demo")
.build();
model.generate("你好,你是谁?", new StreamingResponseHandler<AiMessage>() {
@Override
public void onNext(String token) {
System.out.println(token);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
@Override
public void onError(Throwable error) {
System.out.println(error);
}
});
}
}
这样就能实现打字机效果了。
整合SpringBoot
先引入SpringBoot:
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>3.2.1</version>
</parent>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>dev.langchain4j</groupId>
<artifactId>langchain4j-open-ai-spring-boot-starter</artifactId>
<version>0.27.1</version>
</dependency>
然后定义SpringBoot启动类:
package com.qjc.demo;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
@SpringBootApplication
public class Main {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Main.class, args);
}
}
然后定义HelloAIController:
package com.qjc.demo.controller;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo.controller
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
@RestController
public class HelloAIController {
@Autowired
private ChatLanguageModel chatLanguageModel;
@GetMapping("/hello")
public String hello(){
return chatLanguageModel.generate("你好啊");
}
}
配置api-key:
langchain4j.open-ai.chat-model.api-key=demo
启动SpringBoot并访问:
ModerationModel
<code>package com.qjc.demo;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.moderation.Moderation;
import dev.langchain4j.model.moderation.ModerationModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiModerationModel;
import dev.langchain4j.model.output.Response;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
public class HelloAI { -- -->
public static void main(String[] args) {
ModerationModel moderationModel = OpenAiModerationModel.withApiKey("demo");
Response<Moderation> response = moderationModel.moderate("我要灭了你");
System.out.println(response.content().flaggedText());
}
}
ModerationModel能够校验输入中是否存在敏感内容。
ImageModel
package com.qjc.demo;
import dev.langchain4j.data.image.Image;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatLanguageModel;
import dev.langchain4j.model.image.ImageModel;
import dev.langchain4j.model.moderation.Moderation;
import dev.langchain4j.model.moderation.ModerationModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiImageModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiModerationModel;
import dev.langchain4j.model.output.Response;
/***
* @projectName langchain4j-project-1
* @packageName com.qjc.demo
* @author qjc
* @description TODO
* @Email qjc1024@aliyun.com
* @date 2024-10-12 10:00
**/
public class HelloAI {
public static void main(String[] args) {
ImageModel imageModel = OpenAiImageModel.builder()
.baseUrl("http://localhost:3000/v1")
.apiKey("sk-xxxxxxx")
.build();
Response<Image> response = imageModel.generate("一只兔子");
System.out.println(response.content().url());
}
}
ImageModel可以根据提示词来生成图片,默认提供的“demo”key不能用来生成图片,需要大家自己获取apiKey,也可以用智普的AI。
本节总结
本节我介绍了LangChain4j的基本使用,以及多轮对话、流式响应的实现,其中我们提到了LangChain4j中的工具机制、AiService机制、ChatMemory机制。
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