掘金 人工智能 06月03日 10:58
全网最详细!手把手教你用 LangChain4j 打造 RAG 智能问答系统
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本文深入探讨了 LangChain4j,一个在 Java 生态中用于构建 RAG(Retrieval-Augmented Generation)系统的强大工具。文章从核心概念入手,详细介绍了 Document、Metadata、TextSegment 和 Embedding 等关键对象,并逐步引导读者了解文档处理、嵌入处理和 RAG 管道构建的完整流程。通过对 LangChain4j 组件的详细解读,帮助读者快速掌握该工具,从而构建企业级 Java 应用。

💡LangChain4j 的核心概念是理解知识载体。Document 是知识的载体,包含文本内容和元数据。TextSegment 是文档拆分后的基本单元,由文本和元数据组成。Embedding 是将文本转化为向量表示,用于语义匹配和搜索。

📚LangChain4j 提供了一整套文档处理组件。包括 Document Loader 用于从各类来源读取原始内容,Document Parser 用于提取纯文本,Document Transformer 用于对文档内容进行加工,以及 Document Splitter 用于将文档拆分成更小的单元。

🧠嵌入处理是将文本转化为机器可理解的形式。LangChain4j 支持多种 Embedding 模型,用于生成向量。Embedding Store 用于存储向量及其对应的文本,支持相似度查询和元数据过滤。Embedding Store Ingestor 是“嵌入模型 + 拆分器 + 存储器”的打包用法,方便快速将文档塞进嵌入存储。

🚀构建 RAG 管道是 LangChain4j 的核心应用。RAG 流程包括用户提问、向量检索、上下文拼接和 LLM 回答。LangChain4j 提供了标准组件,用户只需定义 RAG 管道即可实现完整的 RAG 流程。

哈喽大家好,我是小米,一个爱分享、爱折腾的技术发烧友,目前在做 AI+应用开发的探索。

最近公司在搭建一个面向客服场景的智能问答系统,选型上我们团队决定用 Java 技术栈,于是我就深挖了一波 LangChain4j —— Java 生态下的 RAG(Retrieval-Augmented Generation)神器!用下来真的太香了!

今天就来和大家系统地聊聊它的主要组件,从最基础的概念,到完整的 RAG 管道构建,带你一步步吃透 LangChain4j。

核心概念:我们在处理什么?

在正式构建流程之前,我们得搞明白 LangChain4j 是如何看待“文档”和“知识”的。它设计了几个很核心的对象,来看一下:

1. Document(文档)

简单理解,Document 是 LangChain4j 世界中的知识载体。

每一个 Document 对象包含两部分:

2. Metadata(元数据)

Metadata 是用来标记上下文信息的,比如文档的来源、创建时间、所属分类等。

在后续做召回时,元数据可以用来过滤结果、提升召回质量

3. TextSegment(文本片段)

当一个文档被拆分成多个部分后,每一段就是一个 TextSegment。它本质上是:

它是做嵌入、召回等操作的基本单元。

4. Embedding(嵌入)

Embedding 是向量表示,它将文字转化为“数字世界的理解形式”。比如:

这个向量就是后续做语义匹配、相似度搜索的基础。

文档处理:先准备好“知识食材”

RAG 的第一步就是“喂文档”。LangChain4j 提供了一整套文档处理组件:

1. Document Loader(文档加载器)

文档加载器的任务是 从各类来源中读取原始内容。比如从 PDF、网页、Markdown、数据库中读取数据。

也支持 Web 端内容:

2. Document Parser(文档解析器)

有些文档不是直接能读取文本的,比如含有表格、HTML 标签的富文档。Parser 负责提取出可用的纯文本。

你也可以用自定义解析逻辑,比如保留 Markdown 格式信息。

3. Document Transformer(文档转换器)

这一步是可选的,它可以对文档内容进行加工,比如摘要、去重、格式化、敏感词处理等。

处理后的文档就更适合后续处理了。

4. Document Splitter(文档拆分器)

文档过大不好处理?那就拆分!

支持按段落、按句子、按字符智能拆分。拆分是做 embedding 前的关键步骤。

嵌入处理:把“知识”塞进向量数据库

到了这一步,我们要开始将文本变成可以“被机器理解”的东西了。

1. Embedding Model(嵌入模型)

LangChain4j 支持对接各种 Embedding 模型,比如 OpenAI、Ollama、HuggingFace、BGE 等。

或者用开源模型:

它的核心方法是:

2. Embedding Store(嵌入存储)

这部分就相当于我们 RAG 系统的大脑了,用来保存向量和它对应的文本。

支持的后端很多:Chroma, Qdrant, Pinecone, Weaviate, Faiss, Milvus, Elastic, PostgreSQL 等。

比如用 Chroma:

它支持:

3. Embedding Store Ingestor(嵌入存储摄取器)

这个组件就是“嵌入模型 + 拆分器 + 存储器”三件套的打包用法!

简单粗暴,一键把文档塞进嵌入存储,适合冷启动初始化。

构建 RAG 管道:最终目标!

终于到了我们的“杀手锏”部分——构建一个完整的 RAG 流程

RAG 的完整流程:

LangChain4j 提供了一个标准组件:

然后,定义 RAG 管道:

使用方式超简单:

是不是有点像在写 ChatGPT prompt?但背后逻辑已经把检索 + 拼接做好了!

总结:LangChain4j 的设计哲学就是组合!

说实话,第一次用 LangChain4j 的时候,我被它的“类太多”吓到了,但深入理解之后发现:一切皆可组合

每个组件都是小而美的 Lego 块,可以按你需求灵活组装,不论是做 Q&A、Agent、还是 PDF 阅读器,都能搞定。

你可以简单用 3 行代码喂 PDF,也可以细粒度控制每一步处理逻辑,真的非常适合构建企业级 Java 应用。

END

作为一个爱分享的 31 岁程序员小米,我觉得我们这一代人最大的优点是:不怕学、不怕改、不怕试

LangChain4j 正在快速发展,如果你也在 Java 世界里做 AI 项目,一定不要错过它!

如果这篇文章对你有帮助,欢迎点赞+转发+留言,我会持续分享更多 LangChain4j、LLM、RAG 应用实践~

我们下期见!

我是小米,一个喜欢分享技术的31岁程序员。如果你喜欢我的文章,欢迎关注我的微信公众号“软件求生”,获取更多技术干货!

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