掘金 人工智能 13小时前
给Javaer看的大模型开发指南|得物技术
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_guoji1.html

 

本文探讨了Spring-AI在Java生态中如何简化大型语言模型(LLM)的集成和开发。文章首先介绍了大模型的特点和接口,如无状态性、结构化输出和函数调用。接着,深入分析了RAG架构和MCP协议,为打通大模型与传统软件系统提供了思路。最后,结合Spring-AI的代码示例,展示了如何构建一个DJob智能助手,强调了Spring-AI降低LLM集成成本的优势,并鼓励开发者像使用Mybatis操作MySQL一样使用Spring-AI,从而简化LLM的工程化应用。

🧠 大模型具备无状态特性,需在每次输入时提供历史输入和反馈,以维持对话的流畅性。

💬 大模型支持结构化输出,可以生成JSON等格式文本,这类似于调用REST接口,方便与现有系统集成。

🛠️ 大模型可以通过函数调用实现RPC调用引擎,智能体推理并调用外部函数,实现复杂业务流程。

📚 RAG架构通过外挂知识库,结合用户输入搜索相关资料,提供给大模型,解决通用大模型在私域信息上的局限性。

⚙️ Spring-AI提供了一套与Spring全家桶兼容的Java API,降低了LLM集成和开发的成本,简化了工程化应用。

一、概述

伴随着大模型的性能提升、成本下降,在Web在线对话场景以外,大模型也越来越多的被集成到传统业务场景。

在大模型API交互模式、业务集成模式经百家争鸣现已趋于稳定的背景下,Spring作为Java生态里的OSS巨头也下场为LLM提供生态支持,于近期释出 spring-ai 正式版。

需要说明的是,Spring-AI 所提供的能力并不神秘,业务上也并非必须用Spring-AI不可。但是,就像过去Spring对新的数据库、新的中间件提供生态支持一样,Spring-AI提供了一套和Spring全家桶兼容并且语义一致、良好设计、易拓展的大模型交互的Java API,可以极大的降低LLM集成和开发的成本。

从大模型的工程化、实用化角度来说,当你厘清Spring-AI这一套API设施的逻辑后,事情最后还是会回归到业务开发人最熟悉的CRUD领域。就像使用Mybatis操作MySQL一样,我们会用 spring-ai 来操作大模型。

那我们开始今天的讨论吧!

二、什么是大模型

大模型的舞台上,从来不缺新面孔。自ChatGPT开启AI新纪元后,各类大模型层出不穷。

但是我们不去考虑大模型的训练原理、推理/运算架构、参数调优等较为复杂的数学范畴的东西,就像我们很少关心MySQL是怎么用代码来实现效果的一样。

此处类比我们熟悉的知识,对大模型有一个盲人摸象式的基础且能够自洽的认识即可。

    从某种意义上来说,模型训练就是通过分析海量文本(如维基百科、图书、网页等)寻找到人类语言的规律,再将这个规律固化成一个包含数十亿【参数】的超级【数学公式】。就像简单公式 y = 5x + 8 中的 5 和 8 ,这两个【参数】决定了将输入X如何转化为输出Y。 训练好的【数学公式】就像代码,需要部署在算力平台上,借助【显卡】的并行运算能力来实现高效运算。用户的输入作为这个【数学公式】的入参,经公式运算后,得到相关的【输出】。

假设大模型是上述的数学公式,不同的大模型「ChatGPT/DeepSeek」是不同的架构、不同的公式,那么模型训练就是通过对海量文本的分析、学习,找到合适的参数值。 

三、大模型的特点

接下来我们关注在工程应用场景下,需要开发人关注的大模型特点。

就像MySQL,我们集成时也需要关注不同的存储引擎(InnoDB/MyISAM)的特点。

无状态

大模型是没有记忆、没有状态的,它是一个纯函数。

它不知道之前跟你说过什么。所以每次进行大模型输入的时候,我们需要根据业务场景把之前的【输入】,【反馈】一并给它,避免大模型失忆导致的对话不流畅。

结构化输出

大模型是具备结构化输出能力的,虽然有些模型支持的不够好,但是没关系,只是支持的程度不同,重要的是它们都支持!

所谓的结构化输出是指,大模型除了可以返回口语化、没有模式的自然语言文本外,还可以按你需求给你返回其他的文本格式,比如:JSON。

你看,这像不像在调一个REST接口?甚至是一个万能接口,毕竟大模型什么都会,不会的也可以现编。

函数调用

其实看到这里我们就可以实现一个大模型驱动的RPC调用引擎了!

大模型帮你推理、规划得到了需要执行的函数和对应的函数参数,至于这个【函数名】对应的到底是一个进程内的方法、HTTP接口、Dubbo接口还是MCP接口都没有那么重要,这只是智能体实现的一个技术细节而已。

我们可以用自然语言表述需求,同时告诉大模型有哪些辅助【工具/函数】可以供它备用。它会推理、编排这些工具来达成需求。

    把用户输入和可用函数输入给大模型,大模型推理发现需要调用外部函数,于是返回函数名+函数调用参数。智能体捕获输出,对指定函数发起调用,再将用户输入和函数结果一起输入到大模型,大模型基于这些上下文推理输出结果。

考虑到大模型发起函数调用的普遍需求,大模型供应商一般都在API层面提供了【function call】能力,用于将文本输出和函数调用输出区分开,明白了原理,我们知道这只是API抽象层次的问题。

四、大模型接口

考虑到大模型对硬件资源的特别需求(如显卡),所以大模型一般是独立部署,以SaaS模式提供能力。就像MySQL对资源有特别的需求(如大内存),所以一般也是进行独立部署。

训练好的大模型就是一套二进制数据集,SaaS化需要做外围的服务化、产品化封装,同一套模型可以在不同的算力平台部署,提供截然不同的服务化API。

模型封装

示例伪代码如下:

我们可以简单看下当下比较热门的几大供应商提供的API文档:

    OpenAI-会话补全

    openai.apifox.cn/api-6788398…

    DeepSeek-会话补全

    api-docs.deepseek.com/zh-cn/api/c…

    硅基流动-会话补全

    docs.siliconflow.cn/cn/api-refe…

    Ollama-会话补全

    www.runoob.com/ollama/olla…

硅基流动和Ollama都属于大模型算力/治理平台。他们不研发大模型,只是大模型的搬运工。可以把大模型理解成微服务集群,把硅基流动和Ollama理解成微服务构建/发布平台即可。

大概浏览一下,会发现核心API都差不多,毕竟有OpenAI珠玉在前,许多系统都已对接了OpenAI的API。后发的大模型为了兼容,降低接入难度,基本上也都和OpenAI的API大差不差。

就像是MySQL,尽管数据库产品类型百花齐放,但都兼容SQL语法。

我们在此只讨论【会话补全】这一点,会发现会话补全接口的输入/输出大概都是以下情况:

接口输入

{  "stream": false, // 是否是流式输出(要不要SSE)  "model""deepseek-chat"//选用的哪个模型  "messages": [ // 历史对话消息,因为大模型无状态,所以按场景提供一定数量的历史消息    {      "content""You are a helpful assistant",      "role""system"    },    {      "content""Hi"//消息内容      "role""user" //消息类型    }  ],  "tools": null, //外部函数列表,【函数调用】能力在 API 层面的支持  "frequency_penalty"0,  //无关紧要的模型行为控制参数  "presence_penalty"0//无关紧要的模型行为控制参数  "temperature"1//无关紧要的模型行为控制参数  "top_p"1//无关紧要的模型行为控制参数  "logprobs": false, //无关紧要的模型行为控制参数  "top_logprobs": null //无关紧要的模型行为控制参数}

这里以目标达成作为要点,内容中部分不理解的参数可以忽略。

接口输出

{  "id""<string>"//无关紧要  "choices": [    {      "message": {        "role""assistant",        "content""<string>"// 大模型生成的内容        "reasoning_content""<string>",        "tool_calls": [  //需要发起的【函数调用】          {            "id""<string>",            "type""function",            "function": {              "name""<string>",              "arguments""<string>"            }          }        ]      },      "finish_reason""stop" //有点重要,但是我们先不管    }  ],  "usage": {  //token使用量 计数、计费    "prompt_tokens"123,    "completion_tokens"123,    "total_tokens"123  },  "created"123,  //无关紧要  "model""<string>",  //无关紧要  "object""chat.completion"  //无关紧要}

看到这里时,你是不是已经开始跃跃欲试了?是不是感觉打造一个垂直领域的智能体没有想象中那么困难了~

五、RAG架构

除非是围绕特定业务场景结合私域数据训练的专用大模型,否则涉及到一些企业内部的私域信息时,通用大模型也只能不懂装懂的现编。

例如:当你询问大模型【DJob如何接入与使用】,除非训练大模型时输入了相关资料,不然大模型只能现编了。

考虑到专用大模型的成本,工程上解决这个问题的方法一般是通过外挂知识库来实现:

    结合具体业务场景,将相关的文档与资料提前录入到【知识库】中。用户提交一个【输入】后,先使用 用户【输入】作为搜索条件,去【知识库】中搜索得到相关的【资料】。将用户【输入】和【资料】一起提供给大模型。

此【知识库】组件的具体选型属于实现细节,简单的可以用MySQL、Elasticsearch,如果想提升【知识库搜索结果】的匹配度,也可以使用近期讨论度很高的【向量数据库】。

添加了RAG后,流程如下:

详情可参考下文:

www.zhihu.com/tardis/zm/a…

六、MCP协议

可以看到,将大模型作为一个【函数调用】的规划引擎,借助它的推理与生成能力,可以实现复杂的业务流程。如果说大模型是【脑】,那提供给大模型规划、使用的【函数】就是它的【手】和【脚】。有脑有手的大模型,可以迸发出巨大的业务潜力。

那如何打通大模型和传统软件系统(如存量微服务)呢?

我们关注的问题,开源社区也在积极的关注,这就是MCP协议诞生的背景和目的。

MCP协议介绍

mcp-docs.cn/introductio…

在这里我们不展开MCP协议的细节,仅作个人对MCP协议的思考,重点在于打破MCP协议的神秘感、破除MCP迷信。

    MCP协议本身并非高精尖的内容,简单来说,就是常用人群约定系统间调用的流程、格式。若不考虑通用,谁都可以设计符合自己需求的、领域特定的交互协议。MCP协议的优势在于,它出现的非常及时,且基本满足了常规交互需求,因此快速在社区达成了共识。不管是MAP、MBP还是MCP,都没有那么重要,但是形成共识非常重要。协议达成了共识,开源社区才可以合力围绕协议进行生态建设。

七、Spring-AI

到了这一步,我们开始探讨Java代码,首先我们需要熟悉下 spring-ai 的整套代码架构,一步一步来,以整体到到细节的节奏进行讨论。

模型抽象

核心的API实体是 Model ,是一个带泛型的纯函数,提供了对大模型能力的顶层抽象:

org.springframework.ai.model.Model

大模型的能力本质就是:输入一个( request ),返回一个输出。

至于输入/输出的具体类型,由细分的子类限定:

不同模态的大模型支持不同类型的输入/输出,在此我们只讨论 ChatModel 。

org.springframework.ai.chat.model.ChatModel

 spring-ai 提供了不同平台、不同模型的API集成,开发者只需要提供接口地址、调用凭证即可开箱使用~

聊天会话

考虑到大模型对话是热点场景, spring-ai 针对性的提供了会话接口抽象。

org.springframework.ai.chat.client.ChatClient

RAG拓展

类似Spring-AOP, spring-ai 基于请求横切提供了开箱即用的RAG能力抽象。

org.springframework.ai.rag.advisor.RetrievalAugmentationAdvisor

代码示例

基于供应商构建ChatModel

构建ChatClient发起会话

八、智能体示例

到这里,我们已经自上而下的理解了大模型的工程化,现在我们来开发一个【DJob智能助手】吧!

接口骨架

通过 POST 接口,响应 Content-Type 为 text/event-stream 。

构造外部函数定义

假设有以下几个函数可以给大模型提供能力:

将上述3个本地方法封装成 ChatClient API 认识的【ToolCallback】:

构建可用的 函数/工具 信息,这里用本地方法来mock。实际使用时可以利用MCP/HTTP/gRPC/Dubbod等实现跨系统调用。

系统提示词

由于不能让大模型自由发挥,因此需要在用户输入的内容外,给大模型一些定向信息补充或场景限定,帮助大模型更好地解决问题!

发起调用

    考虑到大模型无状态,所以每次会话时历史消息也需要一并输入。历史消息可以由前端收集、提交,也可以由后端每次会话存储、收集。

九、总结

综上所述,太阳底下没有新鲜事,工程领域所有的新生事物都可以暂时把它当做MySQL,没有人比Java工程师更懂MySQL了(开玩笑)。

以上,除Java代码外,都是经过盲人摸象的方法探索出的内容。如有错误,欢迎指正。

往期回顾

1.一致性框架:供应链分布式事务问题解决方案|得物技术

2.Redis 是单线程模型?|得物技术

3.得物社区活动:组件化的演进与实践

4.从CPU冒烟到丝滑体验:算法SRE性能优化实战全揭秘|得物技术

5.CSS闯关指南:从手写地狱到“类”积木之旅|得物技术

文 / 羊羽

关注得物技术,每周更新技术干货

要是觉得文章对你有帮助的话,欢迎评论转发点赞~

未经得物技术许可严禁转载,否则依法追究法律责任。

Fish AI Reader

Fish AI Reader

AI辅助创作,多种专业模板,深度分析,高质量内容生成。从观点提取到深度思考,FishAI为您提供全方位的创作支持。新版本引入自定义参数,让您的创作更加个性化和精准。

FishAI

FishAI

鱼阅,AI 时代的下一个智能信息助手,助你摆脱信息焦虑

联系邮箱 441953276@qq.com

相关标签

Spring-AI LLM 大模型 Java RAG MCP协议
相关文章