SpringAI与LangChain4j的智能应用-(理论篇3)

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使用SpringAI的核心机制,核心是掌握其“标准化抽象层+Spring生态融合”的设计逻辑,从「环境搭建→核心接口使用→生态融合→高级特性」逐步落地,以下是可直接实操的步骤指南,覆盖80%的核心使用场景:

一、基础准备:环境搭建与核心依赖

1. 版本适配(关键)
  • Spring Boot版本:建议3.2.x及以上(SpringAI 1.0.x系列适配Spring Boot 3.2+);
  • Java版本:17及以上;
  • 依赖管理:通过Maven/Gradle引入SpringAI核心依赖,优先使用Starter简化配置。
2. 核心依赖引入(Maven pom.xml)

以接入OpenAI和Ollama(开源本地模型)为例,引入最常用的Starter:

<dependencies>
    <!-- SpringAI核心依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.ai</groupId>
        <artifactId>spring-ai-core</artifactId>
        <version>1.0.0-M1</version> <!-- 最新版本可查Maven中央仓库 -->
    </dependency>
    <!-- OpenAI Starter(自动配置) -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.ai</groupId>
        <artifactId>spring-ai-openai-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.0.0-M1</version>
    </dependency>
    <!-- Ollama Starter(本地开源模型) -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.ai</groupId>
        <artifactId>spring-ai-ollama-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.0.0-M1</version>
    </dependency>
    <!-- Spring Boot基础依赖(web/actuator等) -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId> <!-- 监控AI调用 -->
    </dependency>
</dependencies>

<!-- 仓库配置(SpringAI Milestone版本需添加) -->
<repositories>
    <repository>
        <id>spring-milestones</id>
        <name>Spring Milestones</name>
        <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
        <snapshots>
            <enabled>false</enabled>
        </snapshots>
    </repository>
</repositories>
3. 核心配置(application.yml)

通过配置外部化管理模型参数,体现SpringAI“约定优于配置”的核心机制:

spring:
  # AI核心配置
  ai:
    # OpenAI配置
    openai:
      api-key: ${OPENAI_API_KEY} # 环境变量注入,避免硬编码
      chat:
        model: gpt-4o # 模型名称
        temperature: 0.3 # 随机性
        max-tokens: 2000 # 最大生成token
    # Ollama配置(本地部署的Llama3/Phi3等)
    ollama:
      base-url: http://localhost:11434 # Ollama服务地址
      chat:
        model: llama3 # 本地模型名称
        temperature: 0.5
  # 监控配置(暴露AI调用指标)
  boot:
    actuator:
      endpoints:
        web:
          exposure:
            include: ai,metrics,health # 暴露AI相关监控端点

# 日志配置(便于调试AI调用)
logging:
  level:
    org.springframework.ai: DEBUG # 打印AI调用的请求/响应日志

二、核心机制1:使用标准化抽象层(统一AI调用)

SpringAI最核心的机制是通过标准化接口屏蔽不同模型的差异,以下是核心接口的使用示例:

1. 基础:ChatClient(聊天/对话型AI)

ChatClient是SpringAI最常用的接口,适配所有对话型模型(OpenAI/GPT-4o、Ollama/Llama3、百度文心等),使用方式完全统一。

(1)简单调用(注入即使用)
import org.springframework.ai.chat.ChatClient;
import org.springframework.ai.chat.ChatResponse;
import org.springframework.ai.chat.prompt.Prompt;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/ai/chat")
public class ChatController {
    // 注入SpringAI自动配置的ChatClient(默认使用OpenAI,可通过配置切换)
    @Autowired
    private ChatClient chatClient;

    // 基础对话接口
    @GetMapping("/simple")
    public String simpleChat(@RequestParam String message) {
        // 方式1:极简调用(适合快速测试)
        // return chatClient.call(message);

        // 方式2:标准化Prompt调用(推荐,支持上下文、参数定制)
        Prompt prompt = Prompt.of(message);
        ChatResponse response = chatClient.call(prompt);
        // 提取响应内容
        return response.getResult().getOutput().getContent();
    }
}
(2)多模型切换(通过@Qualifier指定)

若同时配置了OpenAI和Ollama,可通过@Qualifier指定使用的模型:

@RestController
@RequestMapping("/ai/chat")
public class MultiModelChatController {
    // 注入OpenAI的ChatClient
    @Autowired
    @Qualifier("openAiChatClient")
    private ChatClient openAiChatClient;

    // 注入Ollama的ChatClient
    @Autowired
    @Qualifier("ollamaChatClient")
    private ChatClient ollamaChatClient;

    // 使用OpenAI
    @GetMapping("/openai")
    public String chatWithOpenAI(@RequestParam String message) {
        return openAiChatClient.call(message);
    }

    // 使用Ollama(本地模型)
    @GetMapping("/ollama")
    public String chatWithOllama(@RequestParam String message) {
        return ollamaChatClient.call(message);
    }
}
(3)带上下文的对话(多轮交互)

SpringAI支持通过PromptSystemMessageUserMessage构建上下文:

@GetMapping("/context")
public String contextChat(@RequestParam String question) {
    // 构建多轮上下文
    Prompt prompt = Prompt.builder()
            // 系统提示(定义AI角色)
            .add("system", "你是一个电商客服,仅回答订单相关问题,其他问题请拒绝")
            // 历史对话(模拟)
            .add("user", "我的订单号是10086,什么时候发货?")
            .add("assistant", "订单10086正在备货,预计24小时内发货")
            // 最新问题
            .add("user", question)
            .build();
    return chatClient.call(prompt);
}
2. 进阶:Prompt模板化(复用Prompt)

SpringAI的Prompt模板机制解决硬编码问题,支持动态参数填充(基于Mustache语法):

(1)定义Prompt模板(Bean方式)
import org.springframework.ai.chat.prompt.PromptTemplate;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class PromptConfig {
    // 定义订单分析的Prompt模板
    @Bean
    public PromptTemplate orderAnalysisPromptTemplate() {
        String template = """
                分析用户{{userId}}的订单数据:{{orderList}}
                要求:
                1. 输出消费偏好(仅列商品类别);
                2. 输出最近30天消费金额;
                3. 语言简洁,不超过100字。
                """;
        return PromptTemplate.of(template);
    }
}
(2)使用模板调用AI
@RestController
@RequestMapping("/ai/order")
public class OrderAnalysisController {
    @Autowired
    private ChatClient chatClient;
    @Autowired
    private PromptTemplate orderAnalysisPromptTemplate;

    @GetMapping("/analyze")
    public String analyzeOrder(
            @RequestParam String userId,
            @RequestParam String orderList) {
        // 填充模板参数
        Prompt prompt = orderAnalysisPromptTemplate.create(Map.of(
                "userId", userId,
                "orderList", orderList
        ));
        return chatClient.call(prompt);
    }
}
3. 高级:流式响应(实时交互)

SpringAI支持流式响应(如ChatGPT的逐字输出),适配Spring WebFlux:

import org.springframework.ai.chat.streaming.ChatStreamingClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import reactor.core.publisher.Flux;

@RestController
@RequestMapping("/ai/stream")
public class StreamChatController {
    // 注入流式ChatClient(自动适配OpenAI/Ollama的流式接口)
    @Autowired
    private ChatStreamingClient chatStreamingClient;

    // 流式对话接口(返回Flux<String>,前端可实时接收)
    @GetMapping("/chat")
    public Flux<String> streamChat(@RequestParam String message) {
        return chatStreamingClient.stream(message)
                .map(response -> response.getOutput().getContent());
    }
}

三、核心机制2:融合Spring生态(企业级特性)

SpringAI的核心价值在于将AI能力融入Spring的企业级生态,以下是关键场景的使用示例:

1. 事务管理:AI调用纳入Spring事务

确保AI调用与数据库操作的原子性(如金融风控、订单分析):

import org.springframework.ai.chat.ChatClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class RiskAssessmentService {
    @Autowired
    private ChatClient chatClient;
    @Autowired
    private RiskResultRepository riskRepo; // Spring Data JPA Repository

    // AI评分+入库,纳入Spring事务
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public String assessRisk(String userId) {
        // Step1:AI生成风险评分(SpringAI调用)
        String scorePrompt = "评估用户" + userId + "的贷款风险,仅输出0-100的数字评分";
        String riskScore = chatClient.call(scorePrompt);

        // Step2:评分入库(Spring Data JPA)
        RiskResult result = new RiskResult(userId, Integer.parseInt(riskScore));
        riskRepo.save(result);

        // 若入库失败,整个事务回滚(包括AI调用的日志记录等)
        return riskScore;
    }
}
2. 权限管控:Spring Security集成

通过Spring Security管控AI接口的调用权限:

import org.springframework.ai.chat.ChatClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.access.prepost.PreAuthorize;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/ai/medical")
public class MedicalAIController {
    @Autowired
    private ChatClient medicalChatClient;

    // 仅ROLE_DOCTOR角色可调用影像分析接口
    @PostMapping("/analyze-image")
    @PreAuthorize("hasRole('DOCTOR')")
    public String analyzeMedicalImage(@RequestParam String imageInfo) {
        String prompt = "分析医疗影像信息:" + imageInfo + ",输出诊断建议(仅供参考)";
        return medicalChatClient.call(prompt);
    }
}
3. 配置外部化:动态调整AI参数

通过Spring Boot的配置体系,动态调整模型参数(支持环境变量、配置中心):

import org.springframework.ai.chat.ChatClient;
import org.springframework.ai.chat.prompt.Prompt;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/ai/config")
public class ConfigurableChatController {
    @Autowired
    private ChatClient chatClient;

    // 从配置文件/环境变量读取温度参数
    @Value("${spring.ai.openai.chat.temperature:0.5}")
    private float temperature;

    @GetMapping("/custom")
    public String customChat(@RequestParam String message) {
        Prompt prompt = Prompt.builder()
                .content(message)
                .temperature(temperature) // 动态参数
                .build();
        return chatClient.call(prompt);
    }
}

四、核心机制3:向量嵌入与向量数据库(EmbeddingModel)

SpringAI的EmbeddingModel接口统一文本嵌入能力,可无缝集成向量数据库(如Milvus、PgVector),适用于RAG(检索增强生成)场景:

1. 文本嵌入生成
import org.springframework.ai.embedding.EmbeddingModel;
import org.springframework.ai.embedding.EmbeddingResponse;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/ai/embedding")
public class EmbeddingController {
    @Autowired
    private EmbeddingModel embeddingModel; // 自动配置的OpenAI Embedding模型

    @GetMapping("/generate")
    public String generateEmbedding(@RequestParam String text) {
        // 生成文本嵌入向量
        EmbeddingResponse response = embeddingModel.embed(text);
        // 提取向量(返回维度:OpenAI text-embedding-3-small为1536维)
        return response.getEmbeddings().get(0).getEmbedding().toString();
    }
}
2. 向量数据库集成(以PgVector为例)
import org.springframework.ai.vectorstore.PgVectorStore;
import org.springframework.ai.vectorstore.SearchRequest;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class RAGService {
    @Autowired
    private PgVectorStore vectorStore; // 自动配置的PgVector存储

    // 检索相似文本(RAG前置步骤)
    public String searchSimilar(String query) {
        // 检索Top3相似文本
        var results = vectorStore.similaritySearch(SearchRequest.query(query).topK(3));
        // 拼接检索结果
        return results.stream()
                .map(result -> result.getContent())
                .reduce("", (a, b) -> a + "\n" + b);
    }
}

五、核心机制4:监控与可观测性

SpringAI集成Spring Boot Actuator,可实时监控AI调用的指标(次数、耗时、失败率):

  1. 访问http://localhost:8080/actuator/ai:查看AI模型的配置信息;
  2. 访问http://localhost:8080/actuator/metrics/spring.ai.chat.client.calls:查看ChatClient的调用次数;
  3. 访问http://localhost:8080/actuator/metrics/spring.ai.chat.client.duration:查看ChatClient的调用耗时。

六、核心使用原则与最佳实践

  1. 优先使用Starter:通过Starter引入依赖,利用自动配置减少手动编码;
  2. 依赖注入而非手动创建:所有AI组件(ChatClient、EmbeddingModel)均为Spring Bean,通过@Autowired注入;
  3. 模板化Prompt:避免硬编码Prompt,通过PromptTemplate提高复用性;
  4. 配置外部化:敏感参数(API Key)通过环境变量注入,模型参数(temperature)通过配置文件管理;
  5. 生态融合优先:AI调用尽量结合Spring事务、安全、监控等特性,而非单独使用;
  6. 多模型适配:通过@Qualifier或条件配置实现多模型切换,降低技术绑定风险。

总结

使用SpringAI的核心机制,本质是**“用Spring的方式使用AI”**:

  • 基础层:通过ChatClient/EmbeddingModel等标准化接口统一AI调用,屏蔽模型差异;
  • 生态层:将AI调用融入Spring事务、安全、配置、监控等企业级特性;
  • 进阶层:结合Prompt模板、流式响应、向量数据库实现复杂场景。

遵循“配置先行→接口注入→生态融合”的步骤,可快速将AI能力集成到Spring应用中,同时保证企业级应用的稳定性和可维护性。

在Spring Boot项目中使用SpringAI的核心机制,核心是依托Spring Boot的自动配置、依赖注入特性,结合SpringAI的标准化AI接口和生态融合能力,实现低侵入、企业级的AI能力集成。以下是从「环境搭建→核心接口使用→生态融合→高级场景」的完整实操指南,覆盖90%的主流使用场景:

一、前置准备:环境与依赖配置

1. 版本适配(关键)
组件推荐版本
Spring Boot3.2.x 及以上
Java17 及以上
SpringAI1.0.0-M1 及以上(Milestone版本)
2. Maven依赖配置(pom.xml)

引入SpringAI核心Starter和Spring Boot基础依赖,以接入OpenAI(商用模型)和Ollama(本地开源模型)为例:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>3.2.5</version>
        <relativePath/>
    </parent>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>springai-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>springai-demo</name>

    <dependencies>
        <!-- SpringAI核心依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.ai</groupId>
            <artifactId>spring-ai-core</artifactId>
            <version>1.0.0-M1</version>
        </dependency>
        <!-- OpenAI自动配置Starter -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.ai</groupId>
            <artifactId>spring-ai-openai-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.0.0-M1</version>
        </dependency>
        <!-- Ollama(本地模型)自动配置Starter -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.ai</groupId>
            <artifactId>spring-ai-ollama-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.0.0-M1</version>
        </dependency>

        <!-- Spring Boot基础依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId> <!-- 权限管控 -->
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId> <!-- 数据库操作 -->
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId> <!-- 监控AI调用 -->
        </dependency>

        <!-- 测试依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <!-- SpringAI Milestone仓库配置(必加) -->
    <repositories>
        <repository>
            <id>spring-milestones</id>
            <name>Spring Milestones</name>
            <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>
</project>
3. 核心配置(application.yml)

通过Spring Boot配置体系管理AI模型参数,体现“配置外部化”核心机制:

spring:
  # 1. AI模型配置(核心)
  ai:
    # OpenAI配置
    openai:
      api-key: ${OPENAI_API_KEY} # 环境变量注入,避免硬编码
      chat:
        model: gpt-4o
        temperature: 0.3 # 随机性,0-1
        max-tokens: 2000 # 最大生成token数
    # Ollama配置(本地部署Llama3/Phi3等模型)
    ollama:
      base-url: http://localhost:11434 # Ollama服务地址(本地启动Ollama后默认)
      chat:
        model: llama3
        temperature: 0.5

  # 2. 数据库配置(示例:结合事务使用)
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/springai_demo?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=UTC
    username: root
    password: root123
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
  jpa:
    hibernate:
      ddl-auto: update
    show-sql: true

  # 3. Spring Security配置(权限管控)
  security:
    user:
      name: admin
      password: admin123
      roles: ADMIN

  # 4. Actuator监控配置(暴露AI指标)
  boot:
    actuator:
      endpoints:
        web:
          exposure:
            include: ai,metrics,health,info # 暴露AI相关监控端点

# 日志配置(调试AI调用)
logging:
  level:
    org.springframework.ai: DEBUG # 打印AI请求/响应日志
    org.springframework.transaction: DEBUG # 事务日志

二、核心机制1:标准化AI接口使用(ChatClient/EmbeddingModel)

SpringAI的核心是通过标准化接口屏蔽不同AI模型的差异,以下是最常用的ChatClient(对话AI)和EmbeddingModel(文本嵌入)的使用示例。

1. 基础:ChatClient(对话/文本生成)

ChatClient是SpringAI最核心的接口,适配所有对话型模型,Spring Boot会自动配置Bean,直接注入即可使用。

(1)极简调用(快速接入)
package com.example.springai.demo.controller;

import org.springframework.ai.chat.ChatClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 基础对话接口示例
 */
@RestController
@RequestMapping("/ai/chat")
public class BasicChatController {

    // 注入SpringAI自动配置的ChatClient(默认使用OpenAI,可通过配置切换)
    @Autowired
    private ChatClient chatClient;

    /**
     * 简单对话接口
     * 访问示例:http://localhost:8080/ai/chat/simple?message=介绍SpringAI
     */
    @GetMapping("/simple")
    public String simpleChat(@RequestParam String message) {
        // 极简调用:一行代码完成AI请求
        return chatClient.call(message);
    }
}
(2)多模型切换(@Qualifier指定)

若同时配置了OpenAI和Ollama,通过@Qualifier指定具体模型:

@RestController
@RequestMapping("/ai/chat")
public class MultiModelChatController {

    // 注入OpenAI的ChatClient
    @Autowired
    @Qualifier("openAiChatClient")
    private ChatClient openAiChatClient;

    // 注入Ollama的ChatClient
    @Autowired
    @Qualifier("ollamaChatClient")
    private ChatClient ollamaChatClient;

    /**
     * 使用OpenAI对话
     */
    @GetMapping("/openai")
    public String chatWithOpenAI(@RequestParam String message) {
        return openAiChatClient.call(message);
    }

    /**
     * 使用本地Ollama模型对话
     */
    @GetMapping("/ollama")
    public String chatWithOllama(@RequestParam String message) {
        return ollamaChatClient.call(message);
    }
}
(3)Prompt模板化(复用+动态参数)

解决Prompt硬编码问题,支持Mustache语法动态填充参数:

package com.example.springai.demo.controller;

import org.springframework.ai.chat.ChatClient;
import org.springframework.ai.chat.prompt.Prompt;
import org.springframework.ai.chat.prompt.PromptTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

/**
 * Prompt模板化示例(订单分析场景)
 */
@RestController
@RequestMapping("/ai/order")
public class OrderAnalysisController {

    @Autowired
    private ChatClient chatClient;

    // 定义Prompt模板(也可配置在yml中)
    private final PromptTemplate orderTemplate = PromptTemplate.of("""
            分析用户{{userId}}的订单数据:{{orderList}}
            要求:
            1. 输出消费偏好(仅列商品类别);
            2. 输出最近30天消费金额;
            3. 语言简洁,不超过100字。
            """);

    /**
     * 订单分析接口
     * 访问示例:http://localhost:8080/ai/order/analyze?userId=1001&orderList=[{"商品":"手机","金额":5000},{"商品":"耳机","金额":500}]
     */
    @GetMapping("/analyze")
    public String analyzeOrder(@RequestParam String userId, @RequestParam String orderList) {
        // 填充模板参数
        Prompt prompt = orderTemplate.create(Map.of(
                "userId", userId,
                "orderList", orderList
        ));
        // 调用AI并返回结果
        return chatClient.call(prompt);
    }
}
(4)流式响应(实时交互)

适配Spring WebFlux,实现AI响应逐字输出(如ChatGPT的实时打字效果):

package com.example.springai.demo.controller;

import org.springframework.ai.chat.streaming.ChatStreamingClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import reactor.core.publisher.Flux;

/**
 * 流式响应示例
 */
@RestController
@RequestMapping("/ai/stream")
public class StreamChatController {

    // 注入流式ChatClient
    @Autowired
    private ChatStreamingClient chatStreamingClient;

    /**
     * 流式对话接口(前端可实时接收)
     */
    @GetMapping("/chat")
    public Flux<String> streamChat(@RequestParam String message) {
        // 流式调用,返回Flux<String>
        return chatStreamingClient.stream(message)
                .map(response -> response.getOutput().getContent());
    }
}
2. 进阶:EmbeddingModel(文本嵌入,RAG场景)

EmbeddingModel统一文本嵌入能力,用于生成向量数据,适配向量数据库(如PgVector、Milvus):

package com.example.springai.demo.controller;

import org.springframework.ai.embedding.EmbeddingModel;
import org.springframework.ai.embedding.EmbeddingResponse;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 文本嵌入(向量生成)示例
 */
@RestController
@RequestMapping("/ai/embedding")
public class EmbeddingController {

    @Autowired
    private EmbeddingModel embeddingModel; // 自动配置的OpenAI Embedding模型

    /**
     * 生成文本嵌入向量
     * 访问示例:http://localhost:8080/ai/embedding/generate?text=SpringAI是Spring生态的AI框架
     */
    @GetMapping("/generate")
    public String generateEmbedding(@RequestParam String text) {
        // 生成嵌入向量
        EmbeddingResponse response = embeddingModel.embed(text);
        // 提取向量(OpenAI text-embedding-3-small为1536维)
        return response.getEmbeddings().get(0).getEmbedding().toString();
    }
}

三、核心机制2:融合Spring Boot生态(事务/安全/监控)

SpringAI的核心价值是将AI能力融入Spring Boot的企业级特性,以下是事务、安全、监控的集成示例。

1. 事务管理:AI调用+数据库操作原子性

确保AI生成结果与数据库操作要么都成功,要么都回滚(如金融风控场景):

package com.example.springai.demo.service;

import com.example.springai.demo.entity.RiskResult;
import com.example.springai.demo.repository.RiskResultRepository;
import org.springframework.ai.chat.ChatClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

/**
 * 风险评估服务(AI调用+事务管理)
 */
@Service
public class RiskAssessmentService {

    @Autowired
    private ChatClient chatClient;

    @Autowired
    private RiskResultRepository riskResultRepository; // Spring Data JPA Repository

    /**
     * 风险评估(AI评分+入库,事务管控)
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public String assessRisk(String userId) {
        // Step1:AI生成风险评分
        String prompt = "评估用户" + userId + "的贷款风险,仅输出0-100的数字评分";
        String riskScore = chatClient.call(prompt);

        // Step2:评分入库(若入库失败,整个事务回滚)
        RiskResult result = new RiskResult();
        result.setUserId(userId);
        result.setRiskScore(Integer.parseInt(riskScore));
        riskResultRepository.save(result);

        return riskScore;
    }
}

配套实体和Repository:

// 风险评估结果实体
package com.example.springai.demo.entity;

import jakarta.persistence.Entity;
import jakarta.persistence.Id;
import jakarta.persistence.GeneratedValue;
import jakarta.persistence.GenerationType;
import lombok.Data;

@Entity
@Data
public class RiskResult {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String userId;
    private Integer riskScore;
}

// Repository
package com.example.springai.demo.repository;

import com.example.springai.demo.entity.RiskResult;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface RiskResultRepository extends JpaRepository<RiskResult, Long> {
}

控制器(暴露接口):

@RestController
@RequestMapping("/ai/risk")
public class RiskAssessmentController {

    @Autowired
    private RiskAssessmentService riskAssessmentService;

    @GetMapping("/assess")
    public String assess(@RequestParam String userId) {
        return riskAssessmentService.assessRisk(userId);
    }
}
2. 权限管控:Spring Security集成

通过@PreAuthorize管控AI接口的调用权限(如仅管理员可调用风险评估):

@RestController
@RequestMapping("/ai/risk")
public class RiskAssessmentController {

    @Autowired
    private RiskAssessmentService riskAssessmentService;

    /**
     * 仅ADMIN角色可调用
     */
    @GetMapping("/assess")
    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
    public String assess(@RequestParam String userId) {
        return riskAssessmentService.assessRisk(userId);
    }
}
3. 监控与可观测性:Actuator集成

SpringAI内置了AI调用的监控指标,通过Actuator可直接访问:

  • 查看AI模型配置:http://localhost:8080/actuator/ai
  • 查看ChatClient调用次数:http://localhost:8080/actuator/metrics/spring.ai.chat.client.calls
  • 查看ChatClient调用耗时:http://localhost:8080/actuator/metrics/spring.ai.chat.client.duration
  • 查看健康状态:http://localhost:8080/actuator/health

四、核心机制3:自定义配置与扩展

若默认自动配置无法满足需求,可自定义SpringAI的Bean(如自定义ChatClient参数):

package com.example.springai.demo.config;

import org.springframework.ai.openai.OpenAiChatClient;
import org.springframework.ai.openai.OpenAiChatOptions;
import org.springframework.ai.openai.api.OpenAiApi;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * 自定义SpringAI配置
 */
@Configuration
public class SpringAiConfig {

    @Value("${spring.ai.openai.api-key}")
    private String openAiApiKey;

    /**
     * 自定义OpenAI ChatClient(覆盖自动配置)
     */
    @Bean
    public OpenAiChatClient customOpenAiChatClient() {
        // 自定义API客户端
        OpenAiApi openAiApi = new OpenAiApi(openAiApiKey);
        // 自定义配置(如更高的temperature)
        OpenAiChatOptions options = OpenAiChatOptions.builder()
                .model("gpt-4o")
                .temperature(0.8)
                .maxTokens(3000)
                .build();
        // 创建自定义ChatClient
        return new OpenAiChatClient(openAiApi, options);
    }
}

五、启动与测试

1. 启动Ollama(本地模型,可选)

若使用Ollama,先本地启动Ollama服务,并拉取模型:

# 启动Ollama(需先安装Ollama)
ollama serve

# 拉取Llama3模型
ollama pull llama3
2. 启动Spring Boot项目
  • 配置环境变量OPENAI_API_KEY(你的OpenAI API Key);
  • 启动项目(Main类):
package com.example.springai.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class SpringAiDemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringAiDemoApplication.class, args);
    }
}
3. 测试接口
  • 简单对话:http://localhost:8080/ai/chat/simple?message=介绍SpringAI
  • 多模型切换:http://localhost:8080/ai/chat/ollama?message=介绍LangChain4j
  • 订单分析:http://localhost:8080/ai/order/analyze?userId=1001&orderList=[{"商品":"手机","金额":5000},{"商品":"耳机","金额":500}]
  • 风险评估(需ADMIN权限,访问时输入账号密码admin/admin123):http://localhost:8080/ai/risk/assess?userId=1001

六、最佳实践总结

  1. 依赖优先用Starter:利用Spring Boot自动配置,减少手动编码;
  2. 配置外部化:敏感参数(API Key)用环境变量,模型参数用application.yml
  3. 接口注入使用:所有AI组件(ChatClient/EmbeddingModel)通过@Autowired注入,不手动new;
  4. 生态融合优先:AI调用结合Spring事务、安全、监控,而非单独使用;
  5. Prompt模板化:避免硬编码,提高复用性和可维护性;
  6. 多模型适配:通过@Qualifier或自定义Bean实现模型切换,降低技术绑定。

通过以上步骤,你可以在Spring Boot项目中完整使用SpringAI的核心机制,既享受标准化AI调用的便捷,又复用Spring生态的企业级特性,实现AI能力的低侵入、高可靠集成。

### SpringAILangChain4J 的对比分析 #### 1. **SpringAI** SpringAI 是基于 Java 生态系统的 AI 开发框架,旨在简化开发者在构建企业级应用中的机器学习和自然语言处理流程。它利用了 Spring Framework 的强大功能来管理依赖关系并提供模块化设计[^1]。 以下是其主要特点: - 集成性强:能够轻松其他 Spring 组件协同工作。 - 支持多种模型部署方式:无论是本地运行还是云端服务调用都提供了良好的支持。 - 社区资源相对较少:由于专注于特定领域(Java),因此相较于 Python 社区可能更小众。 ```java // 示例代码展示如何加载预训练模型 Model model = new Model(); model.loadPretrained("path/to/model"); ``` --- #### 2. **LangChain4J** LangChain4J 则是 LangChain 官方推出的针对 JVM 平台的支持库,允许开发人员通过熟悉的 Java 或 Kotlin 编程环境访问强大的链式推理能力以及各种大语言模型接口[^2]。它的核心优势在于继承自 LangChain 的设计理念——即灵活组合不同组件完成复杂任务的能力。 特性概述如下: - 提供统一 API 接口用于连接多个 LLMs; - 原生兼容 OpenAPI 标准的服务端实现方案; - 对表达式语言进行了优化改进以适应静态类型语言需求; ```java // 使用 LangChain4J 构建简单对话系统 Conversation conversation = Conversation.builder() .addPrompt(new StringTemplate("You are Qwen")) .build(); String response = conversation.call("Tell me about yourself."); System.out.println(response); ``` --- #### 3. **两者之间的差异** | 方面 | SpringAI | LangChain4J | |-----------------|---------------------------------------|---------------------------------------| | 主要用途 | 更适合传统 ML/NLP 应用场景 | 特别擅长于生成式人工智能应用 | | 技术栈 | Java | Java/Kotlin | | 模型集成 | 自定义较多 | 已内置对主流 LLM 的良好支持 | | 学习曲线 | 较陡峭 | 中等 | 值得注意的是,在实际项目选型过程中还需要考虑团队技术背景、现有基础设施等因素的影响[^3]。 --- ### 结论 对于希望快速上手并充分利用当前最先进 NLP 技术的企业来说,LangChain4J 可能会是一个更好的选择因为它不仅拥有活跃的社区还有丰富的文档资料可供参考。而如果目标群体主要是熟悉整个 spring ecosystem 的工程师们,则可能会倾向于采用 springai 来保持一致性减少迁移成本等问题的发生几率。
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