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10 - RAG 检索增强生成

版本说明

本文档基于 LangChain4j 1.10.0 版本编写。

学习目标

通过本章节学习，你将能够：

理解 RAG（Retrieval-Augmented Generation）的概念
掌握 RAG 的核心组件和工作原理
学会构建完整的 RAG 系统流程
理解文档分段、嵌入和检索策略
掌握上下文窗口管理和回答生成
实现一个基于 RAG 的问答系统

前置知识

完成《01 - LangChain4j 简介》章节
完成《02 - 你的第一个 Chat 应用》章节
完成《03 - 深入理解 ChatModel》章节
完成《07 - EmbeddingModel 和向量》章节
完成《08 - EmbeddingStore 向量存储》章节

核心概念

什么是 RAG？

**RAG（Retrieval-Augmented Generation，检索增强生成）**是一种结合了信息检索和大语言模型生成的技术架构。 类比理解： 如果把 LLM 比作一个知识渊博但有时会”幻觉”（胡编乱造）的专家，那么 RAG 就是给这个专家配备了一个随时可查阅的参考资料库（知识库）。 为什么需要 RAG？

解决幻觉问题 - 减少 LLM 编造信息
实时信息更新 - 无需重新训练模型即可更新知识
可解释性 - 可以追溯答案来源
成本优化 - 不需要为每个知识库微调大模型
领域专业知识 - 让通用模型掌握特定领域知识

RAG 的工作流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        知识库                              │
│                  ┌──────────────┐                              │
│                  │  文档 1-N   │                              │
│                  └──────────────┘                              │
└─────────────────────────┬───────────────────────────────────────┘
                      │
                      │ 1. 文档索引
                      │ (分段 + 嵌入)
                      ↓
┌─────────────────────────┴───────────────────────────────────────┐
│                   向量数据库 (EmbeddingStore)              │
│                  ┌──────────────┐                              │
│                  │  向量 1-M   │                              │
│                  └──────────────┘                              │
└─────────────────────────┬───────────────────────────────────────┘
                      │
                      │ 2. 向量检索
                      │ (相似度搜索)
                      ↓
                用户查询
                      │
                      ↓
            ┌─────────────────┐
            │  相关文档片段  │
            └─────────────────┘
                      │
                      │ 3. 构建提示词
                      │ (检索内容 + 问题)
                      ↓
┌─────────────────────────┴───────────────────────────────────────┐
│                       LLM                              │
└─────────────────────────┬───────────────────────────────────────┘
                      │
                      │ 4. 生成回答
                      │ (基于检索信息)
                      ↓
              ┌─────────────────┐
              │    最终答案     │
              └─────────────────┘

RAG 的优势

特性	传统 LLM	RAG
知识更新	需要重新训练	索引即可更新
幻觉问题	较多	大幅减少
可解释性	难以追溯	可追溯来源
知识范围	仅限训练数据	可扩展任意文档
成本	高（微调费用）	低（存储和检索）
延迟	低	略高（检索时间）

RAG 核心组件

1. 文档分段器

将长文档分割成适合嵌入和检索的片段。

import dev.langchain4j.data.segment.TextSegment;
import dev.langchain4j.data.splitter.DocumentSplitter;

/**
 * 文档分段器
 */
public class DocumentSplitter {

    /**
     * 按固定长度分段
     */
    public List<TextSegment> splitByLength(String text, int segmentLength) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        
        for (int i = 0; i < text.length(); i += segmentLength) {
            int end = Math.min(i + segmentLength, text.length());
            segments.add(TextSegment.from(text.substring(i, end))));
        }
        
        return segments;
    }

    /**
     * 按段落分段
     */
    public List<TextSegment> splitByParagraphs(String text) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        
        String[] paragraphs = text.split("\n\n+");
        for (String paragraph : paragraphs) {
            if (!paragraph.trim().isEmpty()) {
                segments.add(TextSegment.from(paragraph)));
            }
        }
        
        return segments;
    }

    /**
     * 智能分段（重叠 + 语义保持）
     */
    public List<TextSegment> splitIntelligently(
            String text, 
            int maxLength, 
            int overlap) {
        
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        int start = 0;
        
        while (start < text.length()) {
            int end = Math.min(start + maxLength, text.length());
            String segment = text.substring(start, end);
            
            // 如果不在段落边界，尝试回退到最近的句子结尾
            if (!isAtSentenceEnd(segment, end)) {
                int lastPeriod = segment.lastIndexOf(".");
                if (lastPeriod > maxLength / 2) {  // 确保段落不会太短
                    end = start + lastPeriod + 1;
                    segment = text.substring(start, end);
                }
            }
            
            segments.add(TextSegment.from(segment));
            start += (segment.length() - overlap);
        }
        
        return segments;
    }

    private boolean isAtSentenceEnd(String segment, int end) {
        if (end == segment.length()) {
            return true;
        }
        
        char lastChar = segment.charAt(end - 1);
        return lastChar == '.' || lastChar == '!' || lastChar == '?';
    }
}

2. RAG 系统核心

import dev.langchain4j.data.segment.TextSegment;
import dev.langchain4j.data.message.*;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.data.embedding.Embedding;
import dev.langchain4j.store.embedding.EmbeddingStore;
import dev.langchain4j.store.embedding.inmemory.InMemoryEmbeddingStore;

import java.util.*;

/**
 * RAG 系统核心
 */
public class RAGSystem {

    private final ChatModel chatModel;
    private final EmbeddingStore<TextSegment> embeddingStore;
    private final EmbeddingModel embeddingModel;

    public RAGSystem(
            ChatModel chatModel,
            EmbeddingStore<TextSegment> embeddingStore,
            EmbeddingModel embeddingModel) {
        this.chatModel = chatModel;
        this.embeddingStore = embeddingStore;
        this.embeddingModel = embeddingModel;
    }

    /**
     * 添加文档到知识库
     */
    public void addDocument(String documentId, String content) {
        System.out.println("索引文档: " + documentId);
        
        // 1. 分段文档
        DocumentSplitter splitter = new DocumentSplitter();
        List<TextSegment> segments = splitter.splitIntelligently(
            content, 
            500,    // 最大长度
            50       // 重叠长度
        );
        
        // 2. 为每个分段生成嵌入
        for (TextSegment segment : segments) {
            float[] embedding = embeddingModel.embed(segment.text())
                .content()
                .vector();
            
            // 3. 添加到向量存储
            Map<String, Object> metadata = new HashMap<>();
            metadata.put("document_id", documentId);
            metadata.put("segment_index", segment.text().length());
            
            embeddingStore.add(Embedding.from(
                segment,
                embedding,
                metadata
            ));
        }
        
        System.out.println("已索引 " + segments.size() + " 个分段");
        System.out.println("向量存储中共有 " + 
            embeddingStore.getAll().size() + " 个向量");
        System.out.println();
    }

    /**
     * RAG 查询
     */
    public String query(String question, int topK) {
        // 1. 生成查询向量
        float[] queryEmbedding = embeddingModel.embed(question)
            .content()
            .vector();
        
        // 2. 向量检索
        List<Embedding<TextSegment>> relevantEmbeddings = 
            embeddingStore.findRelevant(queryEmbedding, topK, 0.0);
        
        // 3. 构建提示词
        String prompt = buildPrompt(question, relevantEmbeddings);
        
        // 4. 生成回答
        AiMessage response = chatModel.chat(prompt);
        
        // 5. 返回回答（可添加引用信息）
        return response.text();
    }

    /**
     * 构建 RAG 提示词
     */
    private String buildPrompt(
            String question, 
            List<Embedding<TextSegment>> relevantSegments) {
        
        StringBuilder prompt = new StringBuilder();
        
        // 系统提示词
        prompt.append("你是一个问答助手，请根据以下上下文信息回答用户的问题。\n");
        prompt.append("如果上下文中没有相关信息，请直接说不知道。\n\n");
        
        // 上下文信息
        prompt.append("上下文信息：\n");
        prompt.append("------------\n");
        
        for (int i = 0; i < relevantSegments.size(); i++) {
            TextSegment segment = relevantSegments.get(i).text();
            prompt.append("[段落 ").append(i + 1).append("] ");
            prompt.append(segment);
            prompt.append("\n\n");
        }
        
        prompt.append("------------\n\n");
        
        // 用户问题
        prompt.append("用户问题: ");
        prompt.append(question);
        
        return prompt.toString();
    }

    /**
     * 获取统计信息
     */
    public RAGStats getStats() {
        return new RAGStats(
            embeddingStore.getAll().size(),
            0  // 查询次数需要单独维护
        );
    }

    public static class RAGStats {
        private final int totalSegments;
        private final int queryCount;

        public RAGStats(int totalSegments, int queryCount) {
            this.totalSegments = totalSegments;
            this.queryCount = queryCount;
        }

        public int getTotalSegments() { return totalSegments; }
        public int getQueryCount() { return queryCount; }
    }
}

完整 RAG 系统

import dev.langchain4j.data.segment.TextSegment;
import dev.langchain4j.data.message.*;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiEmbeddingModel;
import dev.langchain4j.data.embedding.Embedding;
import dev.langchain4j.store.embedding.EmbeddingStore;
import dev.langchain4j.store.embedding.inmemory.InMemoryEmbeddingStore;

import java.util.*;

/**
 * 完整的 RAG 问答系统
 */
public class RAGQuestionAnsweringSystem {

    private final ChatModel chatModel;
    private final OpenAiEmbeddingModel embeddingModel;
    private final InMemoryEmbeddingStore<TextSegment> embeddingStore;
    private final Map<String, Document> documentRegistry;
    private final Map<String, Document> segmentToDocument;

    public RAGQuestionAnsweringSystem(String openaiApiKey) {
        // 初始化模型
        this.chatModel = OpenAiChatModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("gpt-4o-mini")
                .build();
        
        this.embeddingModel = OpenAiEmbeddingModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("text-embedding-3-small")
                .build();
        
        this.embeddingStore = InMemoryEmbeddingStore.create();
        this.documentRegistry = new HashMap<>();
        this.segmentToDocument = new HashMap<>();
    }

    /**
     * 添加文档到知识库
     */
    public void addDocument(String documentId, String title, String content) {
        Document doc = new Document(documentId, title, content);
        documentRegistry.put(documentId, doc);
        
        // 分段并索引
        indexDocument(doc);
        
        System.out.println("✓ 文档已添加到知识库");
        System.out.println();
    }

    /**
     * 批量添加文档
     */
    public void addDocuments(List<Document> documents) {
        System.out.println("=== 批量添加文档 ===");
        System.out.println("文档数量: " + documents.size());
        System.out.println();
        
        for (Document doc : documents) {
            documentRegistry.put(doc.getId(), doc);
            indexDocument(doc);
        }
        
        System.out.println("✓ 所有文档已添加");
        System.out.println("知识库统计:");
        System.out.println("  文档数: " + documentRegistry.size());
        System.out.println("  向量数: " + embeddingStore.getAll().size());
        System.out.println();
    }

    /**
     * 索引文档
     */
    private void indexDocument(Document document) {
        // 分段
        List<TextSegment> segments = splitDocument(document.getContent());
        
        // 为每个分段生成嵌入
        int segmentIndex = 0;
        for (TextSegment segment : segments) {
            float[] embedding = embeddingModel.embed(segment.text())
                .content()
                .vector();
            
            // 创建带有元数据的嵌入
            Map<String, Object> metadata = new HashMap<>();
            metadata.put("document_id", document.getId());
            metadata.put("document_title", document.getTitle());
            metadata.put("segment_index", segmentIndex++);
            
            // 添加到存储
            embeddingStore.add(Embedding.from(
                segment,
                embedding,
                metadata
            ));
            
            // 建立分段到文档的映射
            segmentToDocument.put(segment.text(), document);
        }
    }

    /**
     * 分段文档
     */
    private List<TextSegment> splitDocument(String content) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        
        // 按段落分割
        String[] paragraphs = content.split("\n\n+");
        
        for (String paragraph : paragraphs) {
            if (paragraph.trim().isEmpty()) {
                continue;
            }
            
            // 如果段落太长，继续分割
            if (paragraph.length() > 500) {
                for (int i = 0; i < paragraph.length(); i += 400) {
                    int end = Math.min(i + 400, paragraph.length());
                    segments.add(TextSegment.from(paragraph.substring(i, end))));
                }
            } else {
                segments.add(TextSegment.from(paragraph)));
            }
        }
        
        return segments;
    }

    /**
     * 查询
     */
    public RAGResponse query(String question, int topK) {
        System.out.println("=== RAG 查询 ===");
        System.out.println("问题: " + question);
        System.out.println("Top K: " + topK);
        System.out.println();
        
        // 1. 检索相关分段
        List<RetrievedSegment> retrievedSegments = retrieve(question, topK);
        
        // 2. 构建提示词
        String prompt = buildPrompt(question, retrievedSegments);
        
        System.out.println("检索到 " + retrievedSegments.size() + " 个相关片段");
        System.out.println();
        
        // 3. 生成回答
        AiMessage response = chatModel.chat(prompt);
        
        // 4. 构建响应
        RAGResponse ragResponse = new RAGResponse(
            response.text(),
            retrievedSegments
        );
        
        return ragResponse;
    }

    /**
     * 检索相关分段
     */
    private List<RetrievedSegment> retrieve(String query, int topK) {
        // 生成查询向量
        float[] queryVector = embeddingModel.embed(query)
            .content()
            .vector();
        
        // 向量搜索
        List<Embedding<TextSegment>> relevantEmbeddings = 
            embeddingStore.findRelevant(queryVector, topK, 0.0);
        
        // 转换为检索片段
        List<RetrievedSegment> retrievedSegments = new ArrayList<>();
        for (Embedding<TextSegment> embedding : relevantEmbeddings) {
            TextSegment segment = embedding.text();
            Map<String, Object> metadata = embedding.userMetadata();
            
            Document document = documentRegistry.get(
                metadata.get("document_id")
            );
            
            retrievedSegments.add(new RetrievedSegment(
                segment,
                document,
                embedding.score()
            ));
        }
        
        return retrievedSegments;
    }

    /**
     * 构建 RAG 提示词
     */
    private String buildPrompt(String question, List<RetrievedSegment> segments) {
        StringBuilder prompt = new StringBuilder();
        
        prompt.append("你是一个智能问答助手。");
        prompt.append("请基于以下上下文信息回答用户的问题。\n\n");
        
        prompt.append("上下文信息：\n");
        prompt.append("════════════════════════════════════\n");
        
        for (int i = 0; i < segments.size(); i++) {
            RetrievedSegment segment = segments.get(i);
            prompt.append("[文档 ").append(i + 1).append("] ");
            prompt.append(segment.getDocument().getTitle());
            prompt.append("\n");
            prompt.append(segment.getSegment().text());
            prompt.append("\n\n");
        }
        
        prompt.append("════════════════════════════════════\n\n");
        
        prompt.append("要求：\n");
        prompt.append("1. 只使用上下文中的信息回答\n");
        prompt.append("2. 如果上下文中没有相关信息，请直接说不知道\n");
        prompt.append("3. 回答要准确、简洁、易懂\n\n");
        
        prompt.append("用户问题: ");
        prompt.append(question);
        
        return prompt.toString();
    }

    /**
     * 获取统计信息
     */
    public SystemStats getSystemStats() {
        return new SystemStats(
            documentRegistry.size(),
            embeddingStore.getAll().size()
        );
    }

    /**
     * 清空知识库
     */
    public void clearKnowledgeBase() {
        documentRegistry.clear();
        segmentToDocument.clear();
        embeddingStore.removeAll();
        System.out.println("知识库已清空");
    }

    // 数据类
    public static class Document {
        private final String id;
        private final String title;
        private final String content;

        public Document(String id, String title, String content) {
            this.id = id;
            this.title = title;
            this.content = content;
        }

        public String getId() { return id; }
        public String getTitle() { return title; }
        public String getContent() { return content; }
    }

    public static class RetrievedSegment {
        private final TextSegment segment;
        private final Document document;
        private final Double score;

        public RetrievedSegment(TextSegment segment, Document document, Double score) {
            this.segment = segment;
            this.document = document;
            this.score = score;
        }

        public TextSegment getSegment() { return segment; }
        public Document getDocument() { return document; }
        public Double getScore() { return score; }
    }

    public static class RAGResponse {
        private final String answer;
        private final List<RetrievedSegment> sources;

        public RAGResponse(String answer, List<RetrievedSegment> sources) {
            this.answer = answer;
            this.sources = sources;
        }

        public String getAnswer() { return answer; }
        public List<RetrievedSegment> getSources() { return sources; }
    }

    public static class SystemStats {
        private final int documentCount;
        private final int segmentCount;

        public SystemStats(int documentCount, int segmentCount) {
            this.documentCount = documentCount;
            this.segmentCount = segmentCount;
        }

        public int getDocumentCount() { return documentCount; }
        public int getSegmentCount() { return segmentCount; }
    }

    public static void main(String[] args) {
        RAGQuestionAnsweringSystem rag = new RAGQuestionAnsweringSystem(
            System.getenv("OPENAI_API_KEY")
        );

        // 添加文档到知识库
        System.out.println("=== 构建知识库 ===");
        System.out.println();

        rag.addDocument("doc1", "LangChain4j 简介", 
            "LangChain4j 是一个用于构建 LLM 应用的 Java 库。" +
            "它提供了完整的工具链和组件，帮助开发者轻松地将大语言模型集成到 Java 应用程序中。" +
            "该库的设计灵感来源于 LangChain，但充分利用了 Java 的类型安全性和面向对象特性。");
        
        rag.addDocument("doc2", "Java 并发编程", 
            "Java 并发编程是 Java 中一个重要且复杂的主题。" +
            "Java 的多线程机制使得并发编程成为可能，但同时也带来了许多挑战，如线程安全、死锁、竞态条件等。" +
            "本专题将深入探讨 Java 并发的核心概念、常用工具和最佳实践，帮助开发者写出高效、安全的并发程序。");
        
        rag.addDocument("doc3", "Spring Boot 快速开始", 
            "Spring Boot 是一个基于 Spring 框架的快速应用开发框架。" +
            "它简化了基于 Spring 的应用开发过程，通过约定优于配置的理念，" +
            "使得开发者可以快速地创建独立运行、生产级别的 Spring 应用。" +
            "Spring Boot 提供了自动配置、内嵌服务器、监控和管理等特性。");

        System.out.println();
        
        // 查询测试
        String question1 = "什么是 LangChain4j？";
        System.out.println("查询 1: " + question1);
        RAGResponse response1 = rag.query(question1, 3);
        System.out.println("回答: " + response1.getAnswer());
        System.out.println();
        
        String question2 = "Java 并发编程有哪些挑战？";
        System.out.println("查询 2: " + question2);
        RAGResponse response2 = rag.query(question2, 3);
        System.out.println("回答: " + response2.getAnswer());
        System.out.println();
        
        String question3 = "Spring Boot 的特点是什么？";
        System.out.println("查询 3: " + question3);
        RAGResponse response3 = rag.query(question3, 2);
        System.out.println("回答: " + response3.getAnswer());
        System.out.println();
        
        // 显示系统统计
        SystemStats stats = rag.getSystemStats();
        System.out.println("=== 系统统计 ===");
        System.out.println("文档数: " + stats.getDocumentCount());
        System.out.println("分段数: " + stats.getSegmentCount());
    }
}

RAG 优化策略

1. 文档分段优化

/**
 * 高级文档分段器
 */
public class AdvancedDocumentSplitter {

    /**
     * 递归分段
     * 按层级结构分段文档（如标题、段落）
     */
    public List<TextSegment> splitByHierarchy(String text) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        String[] lines = text.split("\n");
        
        StringBuilder currentSegment = new StringBuilder();
        String currentLevel = "";
        
        for (String line : lines) {
            // 检测标题层级
            String level = detectHeadingLevel(line);
            
            if (level != null && !level.equals(currentLevel)) {
                // 保存当前段落
                if (currentSegment.length() > 0) {
                    segments.add(TextSegment.from(currentSegment.toString())));
                    currentSegment = new StringBuilder();
                }
                currentLevel = level;
            }
            
            // 添加行到当前段落
            currentSegment.append(line).append("\n");
        }
        
        // 添加最后一个段落
        if (currentSegment.length() > 0) {
            segments.add(TextSegment.from(currentSegment.toString())));
        }
        
        return segments;
    }

    /**
     * 语义分段
     * 在语义边界处分段（如句子）
     */
    public List<TextSegment> splitBySentences(String text, int maxLength) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        
        String[] sentences = text.split("(?<=[.!?])|\\n\\s*");
        StringBuilder currentSegment = new StringBuilder();
        
        for (String sentence : sentences) {
            if (currentSegment.length() + sentence.length() > maxLength) {
                if (currentSegment.length() > 0) {
                    segments.add(TextSegment.from(currentSegment.toString().trim())));
                }
                currentSegment = new StringBuilder(sentence);
            } else {
                currentSegment.append(sentence);
            }
        }
        
        if (currentSegment.length() > 0) {
            segments.add(TextSegment.from(currentSegment.toString().trim())));
        }
        
        return segments;
    }

    private String detectHeadingLevel(String line) {
        line = line.trim();
        
        if (line.matches("^#{1,3}\\s+.*")) {
            return "#" + line.indexOf(" ");
        }
        
        return null;
    }
}

2. 检索优化

/**
 * 高级检索策略
 */
public class AdvancedRetrievalStrategy {

    /**
     * 混合检索（向量 + 关键词）
     */
    public List<TextSegment> hybridRetrieve(
            EmbeddingStore<TextSegment> store,
            EmbeddingModel embeddingModel,
            String query,
            int topK) {
        
        // 向量检索
        float[] queryVector = embeddingModel.embed(query)
            .content()
            .vector();
        
        List<Embedding<TextSegment>> vectorResults = 
            store.findRelevant(queryVector, topK, 0.0);
        
        // 关键词过滤
        List<TextSegment> filteredResults = new ArrayList<>();
        String[] keywords = extractKeywords(query);
        
        for (Embedding<TextSegment> embedding : vectorResults) {
            String text = embedding.text().text().toLowerCase();
            boolean containsKeyword = false;
            
            for (String keyword : keywords) {
                if (text.contains(keyword.toLowerCase())) {
                    containsKeyword = true;
                    break;
                }
            }
            
            if (containsKeyword) {
                filteredResults.add(embedding.text());
            }
        }
        
        return filteredResults;
    }

    /**
     * 多样性检索
     * 确保检索结果的多样性，避免重复或过于相似的内容
     */
    public List<TextSegment> diverseRetrieve(
            EmbeddingStore<TextSegment> store,
            EmbeddingModel embeddingModel,
            String query,
            int topK) {
        
        float[] queryVector = embeddingModel.embed(query)
            .content()
            .vector();
        
        List<Embedding<TextSegment>> candidates = 
            store.findRelevant(queryVector, topK * 2, 0.0);  // 获取更多候选
        
        List<TextSegment> selected = new ArrayList<>();
        Set<String> usedSources = new HashSet<>();
        
        for (Embedding<TextSegment> embedding : candidates) {
            String docId = (String) embedding.userMetadata().get("document_id");
            
            // 确保文档多样性
            if (!usedSources.contains(docId)) {
                selected.add(embedding.text());
                usedSources.add(docId);
                
                if (selected.size() >= topK) {
                    break;
                }
            }
        }
        
        return selected;
    }

    private String[] extractKeywords(String text) {
        // 简化：实际应用中应该使用更复杂的 NLP 技术
        return text.replaceAll("[^a-zA-Z0-9\u4e00-\u9fa5\\s]", " ")
                .split("\\s+");
    }
}

测试代码示例

import dev.langchain4j.data.segment.TextSegment;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiEmbeddingModel;
import dev.langchain4j.store.embedding.EmbeddingStore;
import dev.langchain4j.store.embedding.inmemory.InMemoryEmbeddingStore;

import org.junit.jupiter.api.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

/**
 * RAG 系统测试
 */
class RAGSystemTest {

    private ChatModel chatModel;
    private OpenAiEmbeddingModel embeddingModel;
    private InMemoryEmbeddingStore<TextSegment> embeddingStore;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        this.chatModel = OpenAiChatModel.builder()
                .apiKey(System.getenv("OPENAI_API_KEY"))
                .modelName("gpt-4o-mini")
                .build();
        
        this.embeddingModel = OpenAiEmbeddingModel.builder()
                .apiKey(System.getenv("OPENAI_API_KEY"))
                .modelName("text-embedding-3-small")
                .build();
        
        this.embeddingStore = InMemoryEmbeddingStore.create();
    }

    @Test
    void should_index_document_and_retrieve() {
        // 索引文档
        String document = "Java 是一种编程语言。" +
                       "它具有平台无关性、面向对象等特性。" +
                       "Java 广泛应用于企业级应用开发。";
        
        List<TextSegment> segments = splitDocument(document);
        for (TextSegment segment : segments) {
            float[] vector = embeddingModel.embed(segment.text())
                .content()
                .vector();
            embeddingStore.add(Embedding.from(segment, vector));
        }
        
        // 检索
        float[] queryVector = embeddingModel.embed("Java 特性")
            .content()
            .vector();
        
        List<Embedding<TextSegment>> results = 
            embeddingStore.findRelevant(queryVector, 3, 0.0);
        
        // 验证
        assertNotNull(results);
        assertFalse(results.isEmpty());
        assertTrue(results.size() <= 3);
        
        // 至少有一个结果包含"平台无关性"
        boolean hasPlatformIndependence = results.stream()
                .any(emb -> emb.text().text().contains("平台无关性"));
        
        assertTrue(hasPlatformIndependence);
    }

    @Test
    void should_build_rag_prompt() {
        // 添加检索内容
        List<RetrievedSegment> retrievedSegments = new ArrayList<>();
        retrievedSegments.add(new RetrievedSegment(
            TextSegment.from("Java 是一种编程语言"),
            new Document("doc1", "Java 文档"),
            0.95
        ));
        
        // 构建提示词
        String prompt = buildPrompt("什么是 Java？", retrievedSegments);
        
        // 验证提示词包含必要的元素
        assertTrue(prompt.contains("上下文信息"));
        assertTrue(prompt.contains("用户问题"));
        assertTrue(prompt.contains("什么是 Java？"));
        assertTrue(prompt.contains("编程语言"));
    }

    @Test
    void should_generate_answer_from_context() {
        // 添加文档
        String document = "LangChain4j 是一个 Java 框架。" +
                       "它用于构建 LLM 应用。" +
                       "支持多种 LLM 提供商。";
        
        List<TextSegment> segments = splitDocument(document);
        for (TextSegment segment : segments) {
            float[] vector = embeddingModel.embed(segment.text())
                .content()
                .vector();
            embeddingStore.add(Embedding.from(segment, vector));
        }
        
        // 查询
        String question = "LangChain4j 支持哪些提供商？";
        
        // 构建 RAG 提示词
        float[] queryVector = embeddingModel.embed(question)
            .content()
            .vector();
        
        List<Embedding<TextSegment>> results = 
            embeddingStore.findRelevant(queryVector, 3, 0.0);
        
        String prompt = buildPrompt(question, results);
        
        // 生成回答
        String answer = chatModel.chat(prompt);
        
        // 验证
        assertNotNull(answer);
        assertFalse(answer.isEmpty());
        
        System.out.println("问题: " + question);
        System.out.println("回答: " + answer);
    }

    private List<TextSegment> splitDocument(String text) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        
        String[] paragraphs = text.split("\\n\\n+");
        for (String paragraph : paragraphs) {
            segments.add(TextSegment.from(paragraph));
        }
        
        return segments;
    }

    private String buildPrompt(String question, List<Embedding<TextSegment>> segments) {
        StringBuilder prompt = new StringBuilder();
        prompt.append("基于以下上下文回答问题:\n\n");
        
        for (Embedding<TextSegment> segment : segments) {
            prompt.append("- ").append(segment.text().text()).append("\n");
        }
        
        prompt.append("\n问题: ").append(question);
        
        return prompt.toString();
    }

    private static class Document {
        Document(String id, String title) {
            this.id = id;
            this.title = title;
        }
        String id;
        String title;
    }

    private static class RetrievedSegment {
        private final TextSegment segment;
        private final Document document;
        private final Double score;

        RetrievedSegment(TextSegment segment, Document document, Double score) {
            this.segment = segment;
            this.document = document;
            this.score = score;
        }

        TextSegment getSegment() { return segment; }
        Document getDocument() { return document; }
        Double getScore() { return score; }
    }
}

实践练习

练习 1：创建 RAG 聊天机器人

实现一个基于 RAG 的对话系统：

import dev.langchain4j.data.segment.TextSegment;
import dev.langchain4j.data.message.*;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiEmbeddingModel;
import dev.langchain4j.data.embedding.Embedding;
import dev.langchain4j.store.embedding.EmbeddingStore;
import dev.langchain4j.store.embedding.inmemory.InMemoryEmbeddingStore;
import dev.langchain4j.service.AiServices;

import java.util.*;

/**
 * RAG 聊天机器人
 */
public class RAGChatBot {

    private final ChatModel chatModel;
    private final OpenAiEmbeddingModel embeddingModel;
    private final InMemoryEmbeddingStore<TextSegment> embeddingStore;

    public RAGChatBot(String openaiApiKey) {
        this.chatModel = OpenAiChatModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("gpt-4o-mini")
                .build();
        
        this.embeddingModel = OpenAiEmbeddingModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("text-embedding-3-small")
                .build();
        
        this.embeddingStore = InMemoryEmbeddingStore.create();
    }

    /**
     * 知识库服务
     */
    public void addKnowledge(String topic, String content) {
        System.out.println("添加知识: " + topic);
        indexDocument(topic, content);
        System.out.println("✓ 知识已添加");
        System.out.println();
    }

    /**
     * 批量添加知识
     */
    public void addKnowledge(Map<String, String> knowledge) {
        System.out.println("=== 批量添加知识 ===");
        
        for (Map.Entry<String, String> entry : knowledge.entrySet()) {
            addKnowledge(entry.getKey(), entry.getValue());
        }
        
        System.out.println();
    }

    /**
     * RAG 对话
     */
    public String chat(String userMessage) {
        // RAG 检索
        float[] queryVector = embeddingModel.embed(userMessage)
            .content()
            .vector();
        
        List<Embedding<TextSegment>> relevantSegments = 
            embeddingStore.findRelevant(queryVector, 3, 0.0);
        
        // 构建 RAG 提示词
        String ragContext = buildRAGContext(relevantSegments);
        
        // 构建完整提示词
        String prompt = String.format(
            "你是 LangChain4j 的智能助手，请基于以下知识库信息回答用户的问题。\n\n" +
            "知识库信息：\n%s\n\n" +
            "用户问题：%s",
            ragContext,
            userMessage
        );
        
        // 生成回答
        String response = chatModel.chat(prompt);
        
        // 添加到向量存储以增强对话历史
        // 注意：实际应用中应该更谨慎地处理这一点
        float[] vector = embeddingModel.embed(userMessage)
            .content()
            .vector();
        
        TextSegment segment = TextSegment.from(
            "用户：" + userMessage + "\nAI:" + response
        );
        
        embeddingStore.add(Embedding.from(segment, vector));
        
        return response;
    }

    private void indexDocument(String topic, String content) {
        List<TextSegment> segments = splitDocument(content);
        
        for (TextSegment segment : segments) {
            float[] vector = embeddingModel.embed(segment.text())
                .content()
                .vector();
            
            Map<String, Object> metadata = new HashMap<>();
            metadata.put("topic", topic);
            
            embeddingStore.add(Embedding.from(
                segment,
                vector,
                metadata
            ));
        }
    }

    private String buildRAGContext(List<Embedding<TextSegment>> segments) {
        StringBuilder context = new StringBuilder();
        
        for (Embedding<TextSegment> embedding : segments) {
            TextSegment segment = embedding.text();
            String topic = (String) embedding.userMetadata().get("topic");
            
            context.append("[主题: ").append(topic).append("] ");
            context.append(segment.text().text());
            context.append("\n\n");
        }
        
        return context.toString();
    }

    private List<TextSegment> splitDocument(String content) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        
        String[] paragraphs = content.split("\n\n+");
        for (String paragraph : paragraphs) {
            if (!paragraph.trim().isEmpty()) {
                segments.add(TextSegment.from(paragraph)));
            }
        }
        
        return segments;
    }

    public static void main(String[] args) {
        RAGChatBot bot = new RAGChatBot(System.getenv("OPENAI_API_KEY"));

        // 添加知识库
        Map<String, String> knowledge = new HashMap<>();
        knowledge.put("LangChain4j 简介", 
            "LangChain4j 是一个用于构建 LLM 应用的 Java 库。");
        knowledge.put("Java 并发", 
            "Java 并发编程涉及多线程、线程安全、死锁等概念。");
        knowledge.put("Spring Boot", 
            "Spring Boot 简化了 Spring 应用的开发和部署。");
        
        bot.addKnowledge(knowledge);

        // 对话
        System.out.println("╔════════════════════════════════════════════╗");
        System.out.println("║              RAG 聊天机器人                   ║");
        System.out.println("╚════════════════════════════════════════════╝");
        System.out.println();
        System.out.println("聊天中...（输入 'exit' 退出）");
        System.out.println();

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            System.out.print("用户: ");
            String input = scanner.nextLine().trim();

            if ("exit".equalsIgnoreCase(input)) {
                System.out.println("\n再见！");
                break;
            }

            if (input.isEmpty()) {
                continue;
            }

            String response = bot.chat(input);
            System.out.println("AI: " + response);
            System.out.println();
        }

        scanner.close();
    }
}

练习 2：实现增量知识更新

实现一个支持增量更新的 RAG 系统：

import dev.langchain4j.data.segment.TextSegment;
import dev.langchain4j.data.message.*;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiEmbeddingModel;
import dev.langchain4j.data.embedding.Embedding;
import dev.langchain4j.store.embedding.EmbeddingStore;
import dev.langchain4j.store.embedding.inmemory.InMemoryEmbeddingStore;

import java.util.*;

/**
 * 增量知识更新系统
 */
public class IncrementalKnowledgeSystem {

    private final ChatModel chatModel;
    private final OpenAiEmbeddingModel embeddingModel;
    private final InMemoryEmbeddingStore<TextSegment> embeddingStore;
    private final Map<String, DocumentVersion> documentVersions;

    public IncrementalKnowledgeSystem(String openaiApiKey) {
        this.chatModel = OpenAiChatModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("gpt-4o-mini")
                .build();
        
        this.embeddingModel = OpenAiEmbeddingModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("text-embedding-3-small")
                .build();
        
        this.embeddingStore = InMemoryEmbeddingStore.create();
        this.documentVersions = new HashMap<>();
    }

    /**
     * 更新文档
     */
    public void updateDocument(String documentId, String newContent) {
        DocumentVersion oldVersion = documentVersions.get(documentId);
        
        if (oldVersion != null) {
            // 保存旧版本
            oldVersion.setActive(false);
            System.out.println("保留旧版本 " + oldVersion.getVersion());
        }
        
        // 创建新版本
        int version = oldVersion != null ? oldVersion.getVersion() + 1 : 1;
        Document newDocument = new Document(documentId, newContent, version, true);
        
        // 索引新版本
        indexDocument(newDocument);
        
        documentVersions.put(documentId, newDocument);
        System.out.println("文档 " + documentId + " 已更新到版本 " + version);
        System.out.println();
    }

    /**
     * 获取文档历史版本
     */
    public List<DocumentVersion> getDocumentHistory(String documentId) {
        List<DocumentVersion> history = new ArrayList<>();
        
        // 收集所有版本
        for (DocumentVersion doc : documentVersions.values()) {
            if (doc.getId().equals(documentId)) {
                history.add(doc);
            }
        }
        
        Collections.sort(history, (a, b) -> Integer.compare(b.getVersion(), a.getVersion()));
        
        return history;
    }

    /**
     * 回滚到指定版本
     */
    public void rollbackToVersion(String documentId, int version) {
        List<DocumentVersion> history = getDocumentHistory(documentId);
        
        for (DocumentVersion doc : history) {
            doc.setActive(doc.getVersion() == version);
        }
        
        System.out.println("文档 " + documentId + " 已回滚到版本 " + version);
    }

    private void indexDocument(Document document) {
        List<TextSegment> segments = splitDocument(document.getContent());
        
        for (TextSegment segment : segments) {
            float[] vector = embeddingModel.embed(segment.text())
                .content()
                .vector();
            
            Map<String, Object> metadata = new HashMap<>();
            metadata.put("document_id", document.getId());
            metadata.put("version", document.getVersion());
            metadata.put("active", document.isActive());
            
            embeddingStore.add(Embedding.from(
                segment,
                vector,
                metadata
            ));
        }
    }

    private List<TextSegment> splitDocument(String content) {
        List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
        
        String[] paragraphs = content.split("\n\n+");
        for (String paragraph : paragraphs) {
            if (!paragraph.trim().isEmpty()) {
                segments.add(TextSegment.from(paragraph)));
            }
        }
        
        return segments;
    }

    public static class Document {
        private final String id;
        private final String content;
        private final int version;
        private boolean active;

        public Document(String id, String content, int version, boolean active) {
            this.id = id;
            this.content = content;
            this.version = version;
            this.active = active;
        }

        public String getId() { return id; }
        public String getContent() { return content; }
        public int getVersion() { return version; }
        public boolean isActive() { return active; }
        public void setActive(boolean active) { this.active = active; }
    }

    public static void main(String[] args) {
        IncrementalKnowledgeSystem system = new IncrementalKnowledgeSystem(
            System.getenv("OPENAI_API_KEY")
        );

        // 初始添加文档
        String docId = "doc1";
        system.updateDocument(docId, "初始内容版本 1");
        
        // 更新文档
        System.out.println("=== 文档更新 ===");
        system.updateDocument(docId, "更新后的内容版本 2");
        system.updateDocument(docId, "再次更新的内容版本 3");
        
        // 查看历史
        System.out.println();
        System.out.println("=== 文档历史 ===");
        List<DocumentVersion> history = system.getDocumentHistory(docId);
        for (DocumentVersion version : history) {
            System.out.printf("版本 %d: %s %s\n",
                    version.getVersion(),
                    version.getContent().substring(0, 20),
                    version.isActive() ? "(当前)" : ""
            );
        }
        
        // 回滚
        System.out.println();
        System.out.println("=== 回滚测试 ===");
        system.rollbackToVersion(docId, 2);
        
        List<DocumentVersion> afterRollback = system.getDocumentHistory(docId);
        for (DocumentVersion version : afterRollback) {
            System.out.printf("版本 %d: %s %s\n",
                    version.getVersion(),
                    version.getContent().substring(0, 20),
                    version.isActive() ? "(当前)" : ""
            );
        }
    }
}

练习 3：实现多知识库 RAG

实现一个支持多个独立知识库的 RAG 系统：

import dev.langchain4j.data.segment.TextSegment;
import dev.langchain4j.data.message.*;
import dev.langchain4j.model.chat.ChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiChatModel;
import dev.langchain4j.model.openai.OpenAiEmbeddingModel;
import dev.langchain4j.data.embedding.Embedding;
import dev.langchain4j.store.embedding.EmbeddingStore;

import java.util.*;

/**
 * 多知识库 RAG 系统
 */
public class MultiKnowledgeBaseRAGSystem {

    private final ChatModel chatModel;
    private final OpenAiEmbeddingModel embeddingModel;
    private final Map<String, KnowledgeBase> knowledgeBases;

    public MultiKnowledgeBaseRAGSystem(String openaiApiKey) {
        this.chatModel = OpenAiChatModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("gpt-4o-mini")
                .build();
        
        this.embeddingModel = OpenAiEmbeddingModel.builder()
                .apiKey(openaiApiKey)
                .modelName("text-embedding-3-small")
                .build();
        
        this.knowledgeBases = new HashMap<>();
    }

    /**
     * 创建知识库
     */
    public void createKnowledgeBase(String kbId, String name) {
        KnowledgeBase kb = new KnowledgeBase(
            kbId,
            name,
            embeddingModel,
            chatModel
        );
        
        knowledgeBases.put(kbId, kb);
        System.out.println("创建知识库: " + kbId + " - " + name);
    }

    /**
     * 向知识库添加文档
     */
    public void addDocument(String kbId, String documentId, String content) {
        KnowledgeBase kb = knowledgeBases.get(kbId);
        if (kb != null) {
            kb.addDocument(documentId, content);
            System.out.println("✓ 已添加到知识库 " + kb.getName());
        } else {
            System.out.println("✗ 知识库 " + kbId + " 不存在");
        }
    }

    /**
     * 查询指定知识库
     */
    public String query(String kbId, String question, int topK) {
        KnowledgeBase kb = knowledgeBases.get(kbId);
        if (kb != null) {
            return kb.query(question, topK);
        }
        return "知识库 " + kbId + " 不存在";
    }

    /**
     * 查询所有知识库
     */
    public Map<String, String> queryAll(String question, int topKPerKB) {
        Map<String, String> results = new HashMap<>();
        
        for (Map.Entry<String, KnowledgeBase> entry : knowledgeBases.entrySet()) {
            String answer = entry.getValue().query(question, topKPerKB);
            results.put(entry.getKey(), answer);
        }
        
        return results;
    }

    /**
     * 获取知识库统计
     */
    public Map<String, KnowledgeBaseStats> getStats() {
        Map<String, KnowledgeBaseStats> stats = new HashMap<>();
        
        for (Map.Entry<String, KnowledgeBase> entry : knowledgeBases.entrySet()) {
            stats.put(entry.getKey(), entry.getValue().getStats());
        }
        
        return stats;
    }

    /**
     * 知识库类
     */
    public static class KnowledgeBase {
        private final String id;
        private final String name;
        private final EmbeddingStore<TextSegment> embeddingStore;
        private final ChatModel chatModel;
        private final EmbeddingModel embeddingModel;
        private final Map<String, Document> documents;

        public KnowledgeBase(String id, String name, 
                            EmbeddingModel embeddingModel,
                            ChatModel chatModel) {
            this.id = id;
            this.name = name;
            this.embeddingModel = embeddingModel;
            this.chatModel = chatModel;
            this.embeddingStore = new InMemoryEmbeddingStore<>();
            this.documents = new HashMap<>();
        }

        public void addDocument(String documentId, String content) {
            Document doc = new Document(documentId, content);
            documents.put(documentId, doc);
            indexDocument(doc);
        }

        public String query(String question, int topK) {
            // 生成查询向量
            float[] queryVector = embeddingModel.embed(question)
                .content()
                .vector();
            
            // 向量检索
            List<Embedding<TextSegment>> relevantSegments = 
                embeddingStore.findRelevant(queryVector, topK, 0.0);
            
            // 构建提示词
            String prompt = buildPrompt(question, relevantSegments, name);
            
            // 生成回答
            String response = chatModel.chat(prompt);
            
            return response;
        }

        public KnowledgeBaseStats getStats() {
            return new KnowledgeBaseStats(
                id,
                name,
                documents.size(),
                embeddingStore.getAll().size()
            );
        }

        private void indexDocument(Document document) {
            List<TextSegment> segments = splitDocument(document.getContent());
            
            for (TextSegment segment : segments) {
                float[] vector = embeddingModel.embed(segment.text())
                    .content()
                    .vector();
                
                Map<String, Object> metadata = new HashMap<>();
                metadata.put("document_id", document.getId());
                metadata.put("kb_id", id);
                
                embeddingStore.add(Embedding.from(
                    segment,
                    vector,
                    metadata
                ));
            }
        }

        private String buildPrompt(String question, 
                                List<Embedding<TextSegment>> segments, 
                                String kbName) {
            StringBuilder prompt = new StringBuilder();
            prompt.append("你是知识库「").append(kbName).append("」的智能助手。\n");
            prompt.append("请基于以下知识库信息回答问题。\n\n");
            
            prompt.append("知识库内容：\n");
            for (Embedding<TextSegment> embedding : segments) {
                prompt.append("- ").append(embedding.text().text()).append("\n");
            }
            
            prompt.append("\n问题: ").append(question);
            
            return prompt.toString();
        }

        private List<TextSegment> splitDocument(String content) {
            List<TextSegment> segments = new ArrayList<>();
            
            String[] paragraphs = content.split("\n\n+");
            for (String paragraph : paragraphs) {
                if (!paragraph.trim().isEmpty()) {
                    segments.add(TextSegment.from(paragraph)));
                }
            }
            
            return segments;
        }

        public String getId() { return id; }
        public String getName() { return name; }
    }

    public static class KnowledgeBaseStats {
        private final String id;
        private final String name;
        private final int documentCount;
        private final int segmentCount;

        public KnowledgeBaseStats(String id, String name, int documentCount, int segmentCount) {
            this.id = id;
            this.name = name;
            this.documentCount = documentCount;
            this.segmentCount = segmentCount;
        }

        public String getId() { return id; }
        public String getName() { return name; }
        public int getDocumentCount() { return documentCount; }
        public int getSegmentCount() { return segmentCount; }
    }

    public static class Document {
        private final String id;
        private final String content;

        public Document(String id, String content) {
            this.id = id;
            this.content = content;
        }

        public String getId() { return id; }
        public String getContent() { return content; }
    }

    public static void main(String[] args) {
        MultiKnowledgeBaseRAGSystem system = new MultiKnowledgeBaseRAGSystem(
            System.getenv("OPENAI_API_KEY")
        );

        // 创建多个知识库
        system.createKnowledgeBase("kb1", "LangChain4j 文档");
        system.createKnowledgeBase("kb2", "Spring Boot 文档");
        system.createKnowledgeBase("kb3", "Java 并发文档");

        // 添加文档
        System.out.println("=== 添加文档 ===");
        System.out.println();
        system.addDocument("kb1", "doc1", "LangChain4j 的核心组件...");
        system.addDocument("kb2", "doc1", "Spring Boot 的自动配置...");
        system.addDocument("kb3", "doc1", "Java 并发的线程安全...");
        System.out.println();

        // 查询所有知识库
        System.out.println("=== 查询所有知识库 ===");
        System.out.println("问题: 什么是 LangChain4j？");
        System.out.println();
        
        Map<String, String> results = system.queryAll("什么是 LangChain4j？", 2);
        
        for (Map.Entry<String, String> entry : results.entrySet()) {
            KnowledgeBase kb = system.knowledgeBases.get(entry.getKey());
            System.out.println("[" + kb.getName() + "] " + entry.getValue());
            System.out.println();
        }

        // 获取统计
        System.out.println("=== 知识库统计 ===");
        Map<String, KnowledgeBaseStats> stats = system.getStats();
        
        for (Map.Entry<String, KnowledgeBaseStats> entry : stats.entrySet()) {
            KnowledgeBaseStats kbStats = entry.getValue();
            System.out.printf("%s (%s):\n", kbStats.getName(), kbStats.getId());
            System.out.printf("  文档数: %d\n", kbStats.getDocumentCount());
            System.out.printf("  分段数: %d\n", kbStats.getSegmentCount());
            System.out.println();
        }
    }
}

总结

本章要点

RAG 概念
- 结合检索和生成的技术
- 减少幻觉，提供可追溯性
- 支持实时知识更新
核心组件
- 文档分段器
- 向量数据库
- 嵌入模型
- 大语言模型
工作流程
- 文档索引（分段 + 嵌入）
- 向量检索（相似度搜索）
- 提示词构建（上下文 + 问题）
- 回答生成
优化策略
- 智能分段
- 混合检索
- 多样性检索
- 增量更新
应用场景
- 问答系统
- 文档助手
- 知识库搜索
- 客服机器人

下一步

在下一章节中，我们将学习：

AI Services 高级特性
多轮对话中的 RAG 应用
流式输出优化
完整的 RAG 最佳实践
生产环境部署建议

常见问题

Q1：RAG 的主要优势是什么？ A：

减少幻觉 - 基于实际数据回答
可追溯性 - 可以引用来源
灵活更新 - 无需重新训练即可更新知识
成本优化 - 比微调更经济

Q2：如何选择分段长度？ A：考虑因素：

平均句子长度（通常 20-40 个词）
模型上下文窗口限制
检索效果测试
存储和检索性能

Q3：Top K 应该设置多大？ A：取决于：

问题复杂度 - 简单问题用小值（2-5），复杂问题用大值（10-20）
噪音容忍度 - 噪音多用小值，精确检索用大值
性能要求 - 性能敏感用小值

Q4：如何评估 RAG 系统？ A：评估指标：

准确率 - 回答是否正确
召回率 - 知识库中是否有答案
回答相关性 - 回答与问题的相关性
响应时间 - 整个 RAG 流程耗时

Q5：如何处理知识库中的冲突信息？ A：

优先级策略 - 给不同来源设置优先级
时间戳策略 - 使用最新的信息
来源标注 - 在回答中标注信息来源
信任度评分 - 对不同来源设置信任度

参考资料

版权归属于 LangChat Team
官网：https://langchat.cn

关于

基础入门

核心概念

高级功能

工程实践

生产部署

高级主题

RAG 检索增强生成

10 - RAG 检索增强生成

版本说明

学习目标

前置知识

核心概念

什么是 RAG？

RAG 的工作流程

RAG 的优势

RAG 核心组件

1. 文档分段器

2. RAG 系统核心

完整 RAG 系统

RAG 优化策略

1. 文档分段优化

2. 检索优化

测试代码示例

实践练习

练习 1：创建 RAG 聊天机器人

练习 2：实现增量知识更新

练习 3：实现多知识库 RAG

总结

本章要点

下一步

常见问题

参考资料

关于

基础入门

核心概念

高级功能

工程实践

生产部署

高级主题

​10 - RAG 检索增强生成

​版本说明

​学习目标

​前置知识

​核心概念

​什么是 RAG？

​RAG 的工作流程

​RAG 的优势

​RAG 核心组件

​1. 文档分段器

​2. RAG 系统核心

​完整 RAG 系统

​RAG 优化策略

​1. 文档分段优化

​2. 检索优化

​测试代码示例

​实践练习

​练习 1：创建 RAG 聊天机器人

​练习 2：实现增量知识更新

​练习 3：实现多知识库 RAG

​总结

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10 - RAG 检索增强生成

版本说明

学习目标

前置知识

核心概念

什么是 RAG？

RAG 的工作流程

RAG 的优势

RAG 核心组件

1. 文档分段器

2. RAG 系统核心

完整 RAG 系统

RAG 优化策略

1. 文档分段优化

2. 检索优化

测试代码示例

实践练习

练习 1：创建 RAG 聊天机器人

练习 2：实现增量知识更新

练习 3：实现多知识库 RAG

总结

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