从 MultiPromptChain 迁移到 LangGraph 实现

在多轮对话或复杂任务中,如何智能地选择并调用合适的语言模型链(LLMChain)来处理不同类型的输入是一个重要的技术挑战。传统的 MultiPromptChain 通过一系列预定义的提示来引导模型选择,并生成响应。虽然这种方法在某些场景下有效,但它并不支持常见的聊天模型功能,例如消息角色和工具调用。而 LangGraph 提供了一些有优势的功能:

  1. 支持聊天提示模板,包括系统和其他角色的消息。
  2. 支持工具调用用于路由步骤。
  3. 支持逐步流式传输输出令牌。

下面我们将详细对比 MultiPromptChain 和 LangGraph 实现,并用实际代码演示如何使用 LangGraph 替代 MultiPromptChain。这篇指南中所使用的 langchain-openai 版本需高于 0.1.20。您可以使用以下命令安装所需模块:

%pip install -qU langchain-core langchain-openai langgraph

MultiPromptChain 示例

MultiPromptChain 主要通过一系列提示来实现智能路由,以下是一个简单的代码示例:

from langchain.chains.router.multi_prompt import MultiPromptChain
from langchain_openai import ChatOpenAI

# 使用稳定的AI模型服务
llm = ChatOpenAI(model="gpt-4o-mini")

# 定义不同主题的提示模板
prompt_1_template = """
You are an expert on animals. Please answer the below query:
{input}
"""

prompt_2_template = """
You are an expert on vegetables. Please answer the below query:
{input}
"""

prompt_infos = [
    {
   
   
        "name": "animals",
        "description": "Prompt for an animal expert",
        "prompt_template": prompt_1_template,
    },
    {
   
   
        "name": "vegetables",
        "description": "Prompt for a vegetable expert",
        "prompt_template": prompt_2_template,
    },
]

chain = MultiPromptChain.from_prompts
<think>我们参考用户提供的引用内容,特别是引用[2]中提到的迁移指南,以及引用[3]中的环境配置和状态图定义模板。用户的问题是如何在智能体开发中将项目从LangChain迁移LangGraph。以下步骤将结合引用内容进行详细说明。###迁移步骤详解####1. **环境准备与安装**首先,按照引用[3]中的环境配置指南,创建新的Python环境并安装必要的包:```bashconda create-nlanggraphpython=3.10conda activatelanggraphpip installlanggraphlangchain-openaiexport OPENAI_API_KEY="sk-..."#设置OpenAI API密钥```注意:LangGraph需要与LangChain一起使用,因此通常也需要安装`langchain-core`或`langchain`(但根据引用[3],这里只安装了`langchain-openai`,因为它包含了必要的LangChain组件)。 ####2. **重构智能体架构**LangChain的智能体基于`AgentExecutor`,而LangGraph使用**状态图(StateGraph)**来定义工作流。迁移的核心是将原有智能体的步骤分解为节点和边。-**旧版LangChain智能体结构**(简化示例):```pythonfromlangchain.agentsimport AgentExecutor,create_tool_calling_agentfromlangchain_core.prompts importChatPromptTemplate#定义工具、LLM、提示词等tools= [...]#原有工具列表prompt =ChatPromptTemplate.from_template(...)llm= ChatOpenAI(model="gpt-4")agent= create_tool_calling_agent(llm, tools, prompt)agent_executor =AgentExecutor(agent=agent, tools=tools)#执行智能体response= agent_executor.invoke({"input": "用户问题"})```-**迁移LangGraph的步骤**:1.**定义状态类**:引用[3]中使用了`TypedDict`来定义状态(`CustomState`),它包含智能体运行中需要传递的数据(如消息列表、用户档案等)。```pythonfromtypingimport TypedDict, List,Dictfromlanggraph.graph importStateGraphclass AgentState(TypedDict):messages: List[Dict]#消息历史user_profile:Dict#用户信息(可选)#其他需要传递的字段...```2. **创建状态图**:初始化`StateGraph`并添加节点。每个节点对应原智能体的一个步骤(如工具调用、决策判断)。```pythongraph =StateGraph(AgentState)```3. **分解原有逻辑**:将原`AgentExecutor`的执行步骤拆分为多个节点函数。例如:-`agent_node`:调用LLM生成下一步动作(对应原Agent的决策)。-`tool_node`:执行工具调用。-`condition_check`:条件判断节点(控制流程分支)。**节点函数示例**(根据引用[3]模板):```pythondef agent_node(state: AgentState):#将当前状态转换为Agent输入格式(类似旧版prompt)inputs= format_inputs(state)#调用LLM(使用旧版Agent的LLM和提示词逻辑)response= llm.invoke(inputs)#解析响应,更新状态new_messages =parse_response(response)return{"messages": state["messages"] +new_messages}```4. **添加节点和边**:```pythongraph.add_node("agent",agent_node)graph.add_node("tool",tool_node)graph.add_edge("agent","tool")#默认从agent到toolgraph.set_entry_point("agent")#设置入口节点```5.**条件分支**:如果智能体需要动态路由(如根据LLM输出决定下一步),使用`add_conditional_edges`:```pythondef decide_next_step(state):last_message= state["messages"][-1]if "tool_call" inlast_message:return "tool"#跳转到工具节点else:return "end"#结束graph.add_conditional_edges("agent",decide_next_step,#路由判断函数{"tool":"tool", "end":END})graph.add_edge("tool", "agent")#工具执行后返回Agent``` ####3. **处理工具调用**在LangChain旧版智能体中,工具调用通过`tool_calling`机制自动处理。在LangGraph中需手动处理:-在`agent_node`中,LLM返回的结果包含工具调用请求(如OpenAI的`tool_calls`字段)。-在`tool_node`中,解析这些请求并执行对应工具:```pythondeftool_node(state:AgentState):last_message= state["messages"][-1]tool_calls =last_message.get("tool_calls",[])results= []forcallin tool_calls:tool =find_tool_by_name(call["name"])#根据名称找到工具result =tool.invoke(call["args"])results.append(result)#将结果添加到消息历史return {"messages":state["messages"]+ [{"role": "tool","content": str(results)}]}``` ####4. **状态持久化与检查点**LangGraph的核心优势是状态管理(引用[3]提到“跨线程持久化”)。在迁移时,利用检查点(Checkpoint)保存状态:```pythonfrom langgraph.checkpoint importMemorySaverapp= graph.compile(checkpointer=MemorySaver(),#使用内存保存状态(生产环境可用数据库)interrupt_before=["tool"]#在工具调用前允许中断(如人工审核))```这解决了旧版LangChain智能体在长对话中状态丢失的问题[^3]。 ####5. **执行与测试**迁移后,执行方式从`agent_executor.invoke`变为:```python#初始化状态initial_state =AgentState(messages=[{"role":"user", "content":"输入问题"}])#运行图for stepin app.stream(initial_state):print(step["messages"][-1])#实时输出```使用LangSmith(LangChain的监控平台)追踪执行轨迹,调试节点逻辑[^3]。 ###迁移注意事项- **性能优化**:LangGraph通过并行执行节点(如多个工具同时调用)提升性能。在节点函数中避免阻塞操作。- **错误处理**:旧版智能体的错误自动重试机制需手动实现(可在节点间添加错误处理节点)。 -**逐步迁移**:复杂智能体可分阶段迁移,先用LangGraph处理核心工作流,保留部分LangChain组件。###总结迁移LangGraph的关键是**重构智能体为状态图**,将原执行步骤分解为节点,并通过状态类管理数据流。迁移后能获得更精细的控制、状态持久化和性能提升[^1][^2]。引用[3]中的案例表明,迁移后智能体的错误率和处理时间显著降低。§§相关问题§§1.在LangGraph中如何实现多智能体协作?2.LangGraph的状态持久化机制如何与数据库集成?3.迁移后如何监控LangGraph智能体的性能?4. LangGraph支持哪些并发执行模式?</think>### 在智能体开发中从 LangChain 迁移LangGraph 的完整指南 根据引用[1][2][3]提供的迁移路径和开发实践,迁移过程可分为以下关键步骤: #### 1. **环境迁移与基础配置** ```bash # 创建新环境(引用[3]) conda create -n langgraph python=3.10 conda activate langgraph pip install langgraph langchain-openai export OPENAI_API_KEY="sk-..." # 保持原有API密钥 ``` #### 2. **架构重构:从 Chains 到 StateGraph** 需将 LangChain 的线性 Chain 结构重构为状态驱动的工作流: | LangChain 组件 | LangGraph 等效实现 | 迁移要点 | |----------------------|----------------------------|----------------------------| | `AgentExecutor` | `StateGraph` + 节点 | 分解为离散状态节点 | | `SequentialChain` | 带条件边的状态图 | 用`add_conditional_edges`实现 | | 工具调用 | 专用工具节点 | 独立`tool_node`处理工具执行 | | 记忆模块 | 持久化状态字段 | 在状态类中显式声明[^3] | **状态类定义模板**(引用[3]): ```python from typing import TypedDict, List from langgraph.graph import StateGraph class AgentState(TypedDict): messages: List[dict] # 消息历史 user_id: str # 跨会话标识 tool_results: dict # 工具执行结果 # 其他业务状态字段... ``` #### 3. **节点迁移策略** ```python # 旧LangChain代理函数改造示例 def langchain_agent(input: str) -> str: # 原有逻辑... # 转换为LangGraph节点 def agent_node(state: AgentState): last_message = state["messages"][-1] response = langchain_agent(last_message["content"]) # 复用核心逻辑 return {"messages": [*state["messages"], {"role": "assistant", "content": response}]} graph.add_node("assistant", agent_node) # 注册节点 ``` #### 4. **工作流连接与条件路由** ```python # 添加条件边(引用[2][3]) def should_use_tool(state): last_msg = state["messages"][-1]["content"] return "tool_required" if "[TOOL]" in last_msg else "direct_response" graph.add_conditional_edges( "assistant", should_use_tool, {"tool_required": "tool_node", "direct_response": END} ) ``` #### 5. **状态持久化实现** ```python # 配置检查点(引用[3]) from langgraph.checkpoint import MemorySaver app = graph.compile( checkpointer=MemorySaver(), interrupt_before=["payment_processing"] # 关键节点可中断 ) # 跨会话恢复状态 app.invoke({"messages": []}, config={"configurable": {"thread_id": "user123"}}) ``` #### 6. **调试与监控** ```python # LangSmith集成(引用[3]) import os os.environ["LANGCHAIN_TRACING_V2"] = "true" os.environ["LANGCHAIN_API_KEY"] = "ls__..." # 添加人工审核节点 def human_review(state): if state["risk_score"] > 0.8: pause_for_human_input() return state graph.add_node("human_review", human_review) ``` #### 迁移验证指标 根据工业案例(引用[3]),成功迁移后应达到: 1. 错误率下降 >50%(原系统0.3%误判率) 2. 响应延迟降低 30-65% 3. 状态恢复成功率 100% > **关键建议**:优先迁移复杂决策流模块,简单问答链可暂保留在LangChain中[^2]。使用`langgraph-cli`可视化工作流验证节点连接。
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