LangChain

LangChain

LangChain 是一个开源的框架,旨在帮助开发者使用大型语言模型(LLms)和聊天模型构建端到端的应用程序。提供了一套工具、组件和接口,以简化创建由这些模型支持的应用程序的过程。LangChain的核心概念包括组件(Components)、链(Chains)、模型输入/输出(Model I/O)、数据连接(Data Connection)、内存(Memory)、和代理(Agent)等。
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1、组件(Components)

  • 模型输入/输出(Model I/O):负责管理与语言模型交互,包括输入(提示,Prompts)和格式化输出(输出解析器,Output Parsers);
  • 数据连接(Data Connection):管理向量数据存储、内容数据获取和转换,以及向量数据查询;
  • 内存(Memory):用于存储和获取对话历史记录的功能模块;
  • 链(Chains):串联Memory、Model I/O 和Data Connection,以实现串行化的连续对话和推理流程;
  • 代理(Agents):基于链进一步串联工具,将语言模型的功能和本地、云服务能力结合;
  • 回调(Callbacks):提供了一个回调系统,可连接到请求的各个阶段,便于进行日志记录、追踪等数据导流。

2、模型输入/输出(Model I/O)

  • LLMs:与大预言模型进行接口交互,如OpenAI,Coherent等;
  • Chat Modes:聊天模型是语言模型的变体,他们可以聊天信息列表为输入和输出,提供更结构化的消息;

3、数据连接(Data Connection)

  • 向量数据存储(Vector Stores):用于构建私域知识库;
  • 内容数据获取(Document Loaders):获取内容数据;
  • 转换(Transformers):处理数据转换;
  • 向量数据查询(Retrievers):查询向量数据;

4、内存(Memory)

  • 用于存储对话历史记录,以便在连续对话中保持上下文;

5、链(Chains)

  • 是组合在一起以完成特定任务的一系列组件;

6、代理(Agents)

  • 基于链的工具,结合了语言模型的能力和本地、云服务;

7、回调(Callbacks)

  • 提供了一个系统,可以在请求的不同阶段进行日志记录、追踪等;

LangChain可以构建哪些应用

LangChain 作为一个强大的框架,旨在帮助开发者利用大型语言模型(LLMs)构建各种端到端的应用程序。以下是一些可以使用 LangChain 开发的应用类型:

1、聊天机器人(Chatbots)

  • 创建能够与用户进行自然对话的聊天机器人,用于客户服务、娱乐、教育或其他交互式场景。

2、个人助理(Personal Assistants)

  • 开发智能个人助理,帮助用户管理日程、回答问题、执行任务等。

3、文档分析和摘要(Document Analysis and Summarization)

  • 自动分析和总结大量文本数据,提取关键信息,为用户节省阅读时间。

4、内容创作(Content Creation)

  • 利用语言模型生成文章、故事、诗歌、广告文案等创意内容。

5、代码分析和生成(Code Analysis and Generation)

  • 帮助开发者自动生成代码片段,或者提供代码审查和优化建议。

6、工作流自动化(Workflow Automation)

  • 通过自动化处理日常任务和工作流程,提高工作效率。

7、自定义搜索引擎(Custom Search Engines)

  • 结合语言模型的能力,创建能够理解自然语言查询的搜索引擎。

8、教育和学习辅助(Educational and Learning Aids)

  • 开发教育工具,如智能问答系统、学习辅导机器人等,以辅助学习和教学。

9、数据分析和报告(Data Analysis and Reporting)

  • 使用语言模型处理和分析数据,生成易于理解的报告和摘要。

10、语言翻译(Language Translation)

  • 利用语言模型进行实时翻译,支持多语言交流。

11、情感分析(Sentiment Analysis)

  • 分析文本中的情感倾向,用于市场研究、社交媒体监控等。

12、知识库和问答系统(Knowledge Bases and Q&A Systems)

  • 创建能够回答特定领域问题的智能问答系统。

自定义调用本地大模型方法

1、类属性定义

  • max_token: 定义类模型可以处理的最大令牌数;
  • do_sample: 指定是否在生成文本时采用采样策略;
  • temperature: 控制生成文本的随机性,较高的值会产生更多的随机性;
  • top_p: 一种替代temperature的采样策略,这里设置为0.0,意味着不适用;
  • tokenizer: 分词器,用于将文本转换为模型可以理解的令牌;
  • model: 存储加载的模型对象;
  • history: 存储对话历史;

2、构造函数

  • init: 构造函数初始化了父类的属性;

3、属性方法

  • _llm_type: 返回模型的类型,即ChatGLM3;

4、加载模型的方法

  • load_model: 方法用于加载模型和分词器。首先长是从指定的路径加载分词器,然后加载模型并将模型设置为评估模式。这里的模型和分词器是从Hugging Face 的 transforms库中加载的;

5、调用方法

  • _call: 一个内部方法,用于调用模型。它被设计为可以被子类覆盖。
  • invoke: 这个方法使用模型进行聊天。他接受一个提示和一个历史记录,并返回模型的回复后和更新狗的历史记录。这里使用了模型方法chat来生成回复,并设置了采样、最大长度和温度等参数;

6、流式方法

  • stream: 这个方法允许模型逐步返回回复,而不是一次次那个返回所有的内容。这对于长回复或者需要实时显示回复的场景很有用。它通过模型的方法stream_chat实现,并逐块返回回复;
class ChatGLM3(LLM):
	max_token:int=8192
	do_sample:bool=True
	temperature:float=0.3
	top_p=0.0
	tokenizer:object=None
	model:object=None
	history=[]

	def __init__(self):
		super().__init__()
	
	@property
	def _llm_type(self):
		return "ChatGLM3"
	
	def load_model(self,modelPath=None):
		# 配置分词器
		tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(modelPath,trust_remote_code=True,use_fast=True)
		# 加载模型
		model = AutoModel.from_pretrained(modelPath,trust_remote_code=True,device_map="auto")
		model = model.eval()
		self.model = model
		self.tokenizer = tokenizer

	def _call(self,promt,config={},history=[]):
		if not isinstance(prompt,str):
			prompt = prompt.to_string()
			response,history = self.model.chat(
			self.tokenizer,
			prompt,
			history = history,
			do_sample = self.do_sample,
			max_length = self.max_token,
			temperature = self.temperature
			)
		self.history = history
		return AIMessage(content = response)
	
	def stream(self,promt,config={},history=[]):
		if not isinstance(prompt,str):
			prompt = prompt.to_string()
			preResponse = ""
			for response,new_history in self.model.stream_chat(self.tokenizer,prompt):
				if preRespone == "":
					result = response
				else:
					result = response[len(preResponse):]
				preResponse = response
				yield result
<think>嗯,用户想了解关于LangChain的信息,包括介绍、教程和使用案例。首先,我需要整理LangChain的基本概念。根据引用[3],LangChain是一个开源的应用开发框架,允许将大模型与各种工具结合,实现文档问答、网页解析、表格查询等功能。支持Python和TypeScript,但Python更全面。 接下来,教程部分。引用[1]提到进阶教程,比如自定义模型,而引用[2]介绍了链的类型,如LLMChain、RefineChain和MapReduceChain。需要分入门和进阶两部分,说明链和检索器的作用。 使用案例方面,结合引用中的例子,可以列举文档问答、网页解析、表格查询以及智能客服和数据分析等场景。要确保每个案例都有具体说明,比如用代码示例展示LLMChain的使用。 用户可能还关心如何开始使用LangChain,所以需要给出安装步骤和基础代码示例。同时,注意遵循系统指令,数学公式用$...$,独立公式用$$...$$,但这里可能用不上太多数学内容,主要是代码块和结构。 需要检查是否有遗漏的信息,比如框架支持的模型类型或者与其他工具的整合。此外,用户的问题可能隐含对实际应用的需求,所以案例部分要具体,帮助用户理解如何应用到实际项目中。 最后,生成相关问题时要覆盖概念、教程、案例和对比分析,确保问题能引导用户深入学习。比如,询问核心组件、应用案例或与其他框架的区别。确保引用标记正确,例如引用[1]、[2]、[3]在适当的位置。</think>### LangChain 介绍 LangChain 是一个开源的应用开发框架,支持将大语言模型(LLM)与外部工具(如文档、数据库、API)结合,实现问答、数据分析、自动化任务等复杂功能。其核心目标是通过“链”(Chain)机制管理任务流程,提升模型与工具协作的效率[^3]。目前主要支持 Python 和 TypeScript,其中 Python 生态更为完善。 --- ### LangChain 核心组件 1. **模型(Model)** 支持集成多种大语言模型(如 GPT、Claude 等),通过统一接口调用。用户可自定义模型参数,例如温度(控制随机性)和最大生成长度[^1]。 2. **链(Chain)** - **LLMChain**:基础链,用于单步任务(如生成文本摘要)。 - **RefineChain**:多步任务链,通过迭代优化输出结果。 - **MapReduceChain**:并行处理链,适用于大规模数据分块处理[^2]。 3. **检索器(Retriever)** 从外部数据源(如文档、数据库)中提取相关信息,增强模型输入的上下文准确性。例如,结合向量数据库实现语义搜索[^2]。 --- ### LangChain 基础教程 #### 1. 安装与基础使用 ```python pip install langchain from langchain.llms import OpenAI # 初始化模型 llm = OpenAI(temperature=0.9, model_name="gpt-3.5-turbo") response = llm("如何解释量子力学?") print(response) ``` #### 2. 构建简单任务链(LLMChain) ```python from langchain.prompts import PromptTemplate from langchain.chains import LLMChain template = "用一句话解释{concept}" prompt = PromptTemplate(input_variables=["concept"], template=template) chain = LLMChain(llm=llm, prompt=prompt) print(chain.run("区块链")) ``` --- ### LangChain 应用案例 1. **文档问答系统** 结合检索器从 PDF 或网页中提取内容,生成精确回答: ```python from langchain.document_loaders import WebBaseLoader from langchain.indexes import VectorstoreIndexCreator loader = WebBaseLoader("https://example.com/article") index = VectorstoreIndexCreator().from_loaders([loader]) query = "文章的主要观点是什么?" answer = index.query(query) ``` 2. **自动化数据分析** 解析 CSV 文件并生成统计结论: ```python from langchain.agents import create_csv_agent agent = create_csv_agent(llm, "data.csv") agent.run("计算销售额的月增长率") ``` --- ### 与其他框架对比 | 框架 | 特点 | 适用场景 | |-------------|-------------------------------|------------------------| | LangChain | 强调任务链和工具集成 | 复杂流程自动化 | | LlamaIndex | 专注检索增强生成(RAG) | 文档问答 | | HuggingFace | 提供预训练模型库 | 模型微调和直接调用 | ---
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