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AI 大模型应用开发：LangChain 框架全解析—快速构建大模型应用

发布日期：2024-10-11 15:05:21 浏览次数： 3849

作者：小兵的AI视界

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在当今 AI 领域的蓬勃发展中，LangChain 框架脱颖而出，成为众多开发者构建大模型应用的得力工具。

一、LangChain 是什么？

LangChain 是专门为构建庞大语言模型应用程序设计的框架，其作用类似于 Java 领域的 Spring 框架。它以模块化的功能，极大地简化了开发者对大型语言模型应用的开发流程，提升了开发效率，降低了技术门槛。开发者可以轻松地将多个组件组合在一起，以组件化的方式构建复杂而具有特定业务逻辑的应用程序。

二、LangChain 解决的问题

1. 开发效率问题：提供一系列实用的工具和组件，提高开发效率，如同 spring 在后端开发中的角色。开发者能高效定制工作流程，快速构建并部署基于语言模型的应用程序。

2. 模型选择问题：面对众多语言模型，挑选最合适的模型费时费力。LangChain 通过提供统一接口和工具，抽象化底层模型的具体实现，让开发者轻松比较不同模型并进行切换，找到最适合特定应用需求的模型。

3. 数据时效性问题：语言模型训练数据有截止时间，无法反映之后的信息。LangChain 的在线联网能力让开发者轻松获取最新内容，弥补这一短板。

4. token 的限制问题：大型语言模型如 GPT 面对 Token 数量限制时力不从心。LangChain 通过模块化方式，使开发者将复杂任务分解成多个部分，有效规避限制。

5. 与外部交互问题：Agents 模块使语言模型能与外部 API 以及数据库实现交互，扩展任务种类，提升模型的功能性和实用性。

三、LangChain 的总体架构

1. LangChain Libraries：包含多种组件接口和集成的库。

Langchain-core：提供基本支撑，支持并行处理、追踪、回调、批量、流式操作、同步等功能。
Langchain-community：整合第三方工具，如模型操作、提示词模板、文件解析、分块、向量化、embedding 等。
Langchain：提供链（Chains）和代理（Agents），用于处理复杂业务逻辑和与外部 API 交互。

2. LangChain Templates：提供一系列容易部署的参考架构，适用于各种任务。

3. LangServe：用于将 LangChain 链部署为 REST API 的库。

4. LangSmith：开发者平台，可提供调试、测试、评估和监控基于任何语言模型框架构建的链，并能无缝与 LangChain 集成。

四、代码实践样例

以下样例展示了如何安装依赖、导入模块、进行 LCEL 语法操作以及引入输出解析器。

# 安装依赖 pip install langchain langchain-openai
from langchain_openai import ChatOpenAI# 确认环境变量中已经配置OPENAI_API_KEYllm = ChatOpenAI()
# 导入提示词模板from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplateprompt = ChatPromptTemplate.from_messages([("system", "You are world class technical documentation writer."),("user", "{input}")])
# LCEL语法操作chain = prompt | llmchain.invoke({"input": "how can langsmith help with testing?"})
# 引入输出解析器from langchain_core.output_parsers import StrOutputParseroutput_parser = StrOutputParser()chain = prompt | llm | output_parserchain.invoke({"input": "how can langsmith help with testing?"})