Java大模型开发框架Spring AI

原创已于 2025-12-13 19:43:48 修改 · 1.4k 阅读

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#java #spring #人工智能

于 2025-12-13 19:27:38 首次发布

Java大模型开发框架Spring AI

一、基本介绍（Spring 生态的大模型开发框架）
二、核心特点
三、核心架构与核心组件
四、Spring AI 与 Spring Boot 集成
- 示例（简单聊天）
五、Spring AI 与 LangChain4j对比（核心差异）
六、总结

一、基本介绍（Spring 生态的大模型开发框架）

Spring AI 是 Spring 官方推出的大语言模型（LLM）开发框架，核心目标是将大模型能力无缝融入 Spring 生态，让 Java 开发者用熟悉的 Spring 风格（依赖注入、自动配置、配置属性、注解驱动）快速构建企业级大模型应用，对标 Python 生态的 LangChain，且深度整合 Spring Boot、Spring Cloud 等核心组件。

二、核心特点

1.Spring 风格的大模型开发

完全遵循 Spring 设计理念：自动配置（@EnableAutoConfiguration）、依赖注入（@Autowired）、外部化配置（application.yml），Java 开发者零成本上手。

2.多模型原生兼容

支持 OpenAI、阿里云通义千问、百度文心一言、腾讯混元、本地模型（Llama、通义千问本地化版）等，接口统一，切换模型仅需改配置。

3.企业级特性内置

原生支持配置加密、监控（Actuator）、链路追踪（Sleuth）、容错（Resilience4j），适配生产环境高可用要求。

4.与 Spring 生态深度融合

无缝对接 Spring Boot、Spring Data（向量数据库）、Spring Cloud（微服务），可直接集成到现有 Spring 项目。

5.低代码封装

封装 RAG（检索增强生成）、对话记忆、工具调用、结构化输出等核心能力，无需关注底层调用细节。

三、核心架构与核心组件

Spring AI 的架构围绕「大模型应用全流程」设计，核心组件分为 7 层，覆盖从「输入→处理→模型调用→输出→扩展」的全链路：

1.模型层（Model Layer）

统一的大模型调用接口
这是 Spring AI 最核心的层，封装了不同大模型的调用逻辑，对外提供标准化接口，替代手动封装 HTTP 调用。

核心接口：
- ChatClient：对话式大模型的核心客户端（推荐使用，封装了多轮对话、流式输出）；
- ChatModel：底层对话模型接口（ChatClient 的实现依赖）；
- EmbeddingModel：文本向量化接口（RAG 场景核心）。

2.Prompt 层

提示词管理
封装 Prompt 模板、变量替换、Prompt 工程最佳实践，避免硬编码提示词，提升可维护性。

3.记忆层（Chat Memory）

多轮对话上下文
自动维护多轮对话的上下文，无需手动传递历史消息，支持内存 / 持久化（Redis）存储。

核心实现：
- InMemoryChatMemory：内存级（默认，开发测试用）；
- RedisChatMemory：Redis 持久化（生产用）。

4.RAG 层（检索增强生成）

解决大模型幻觉
Spring AI 封装了 RAG 全流程（文本分片→向量化→存储→检索→Prompt 拼接→模型调用），是企业级应用的核心场景。

5.工具调用层

大模型调用外部工具
让大模型根据用户指令自动调用外部工具（如查数据库、调用 REST API、执行代码），实现 “智能决策 + 工具执行” 闭环。

6.输出解析层

结构化输出
将大模型的文本输出解析为 Java 实体类（POJO）、List、Map 等结构化数据，避免手动解析字符串。

7.扩展层

企业级能力
Spring AI 内置大量企业级扩展能力，无需手动封装：

监控：通过 Spring Boot Actuator 暴露大模型调用指标（调用次数、耗时、成功率）；
容错：集成 Resilience4j，支持超时、重试、熔断、限流；
配置加密：支持 Jasypt 加密 API 密钥等敏感配置；
多环境：支持 application-dev.yml/application-prod.yml 多环境配置隔离；
异步 / 流式：原生支持 Reactor 响应式编程，适配高并发流式场景。

四、Spring AI 与 Spring Boot 集成

示例（简单聊天）

http://localhost:8081/springai/helloqwen?question=你是谁
DemoController

package com.example;

import org.springframework.ai.chat.client.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.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class DemoController {

    @Autowired
    private ChatClient chatClient;

    /**
     * 普通聊天
     * @param question
     * @return
     */
    // http://localhost:8081/springai/helloqwen?question=你是谁
    @GetMapping("/springai/helloqwen")
    @ResponseBody
    public String chat(@RequestParam(value="question",defaultValue = "你是谁") String question) {
        String content = chatClient.prompt(question).call().content();
        System.out.println("大模型的回复：" + content);
        return content;
    }

}

SpringAIDemoApplication
application.yml
pom.xml

<?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 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.example</groupId>
        <artifactId>SpringAI</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <artifactId>spring-ai-demo</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>21</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>21</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.ai</groupId>
            <artifactId>spring-ai-starter-model-openai</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.ai</groupId>
                <artifactId>spring-ai-bom</artifactId>
                <version>1.1.0</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

</project>

在这里插入图片描述

<?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 http://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>3.5.0</version>
    </parent>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>SpringAI</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>pom</packaging>

    <modules>
        <module>spring-ai-demo</module>
    </modules>

    <properties>
        <maven.compiler.source>21</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>21</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

</project>

五、Spring AI 与 LangChain4j对比（核心差异）

Spring AI 和 LangChain4j 是 Java 生态中最主流的两大大模型开发框架，二者核心目标都是简化大模型应用开发。

维度	Spring AI	LangChain4j
生态整合	深度融合 Spring Boot/Cloud/Data，原生支持企业级特性（监控、容错）	轻量无依赖，适配非 Spring 场景，也可以无缝集成到 Spring（Spring Boot/Spring Framework）项目中，它「不强制依赖 Spring」
开发风格	配置驱动，注解式开发，符合 Spring 习惯	代码驱动，Builder 模式为主
学习成本	低（Spring 开发者零成本）	中（需学习自身 API）
企业级特性	内置监控、加密、多环境、流式响应	需手动集成第三方组件
模型支持	主流模型全覆盖，官方维护适配	模型支持更全（含小众本地模型）
性能	高（Spring 生态优化）	高（轻量 JVM 框架）
核心定位	Spring 生态的大模型扩展：将大模型能力「融入」Spring 体系，是 Spring 生态的一部分。	通用 Java 大模型框架：独立的、轻量的大模型开发工具，不绑定任何应用框架。
设计理念	「配置驱动 + 注解式开发」：遵循 Spring 「约定优于配置」，最大化复用 Spring 生态能力（DI、AOP、自动配置、外部化配置）。	「代码驱动 + 建造者模式」：纯 Java API 编程，通过 Builder 链式调用组装能力，灵活无依赖。
目标用户	以 Spring Boot/Cloud 为技术栈的企业级开发者，追求「零成本融入现有 Spring 项目」。	所有 Java/Kotlin 开发者（包括非 Spring 项目），追求「轻量、灵活、跨框架」。