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2024-06-02
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AI 知识库

AI 知识库，基于 RAG 方式，实现 LLM 打通内部知识库。

疑问：什么是 RAG？

目前，项目中的 AI 聊天对话 功能，已经接入 AI 知识库，如下图所示：

AI 知识库的案例

整个功能，涉及到 3 个表：

表关系图

  • ai_knowledge：AI 知识库表
  • ai_knowledge_document：AI 知识库文档表
  • ai_knowledge_segment：AI 知识库段落表

下面，我们逐个表进行介绍，这个过程中也会讲讲对应的功能。

# 1. AI 知识库表

ai_knowledge 表，是 AI 知识库的主表，存储了知识库的基本信息。

# 1.1 表结构

省略 creator/create_time/updater/update_time/deleted/tenant_id 等通用字段

CREATE TABLE `ai_knowledge` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '编号',
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '知识库名称',
  `description` longtext COLLATE utf8mb4_unicode_ci COMMENT '知识库描述',
  
  `embedding_model_id` bigint NOT NULL COMMENT '向量模型编号',
  `embedding_model` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '向量模型标识',
  
  `top_k` int NOT NULL COMMENT 'topK',
  `similarity_threshold` double NOT NULL COMMENT '相似度阈值',

  `status` tinyint NOT NULL COMMENT '是否启用',

  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT='AI 知识库表';

① embedding_model_id 字段：对应 ai_model 表的 id 字段，表示使用的向量模型。

友情提示：向量模型的配置，可见「附录：向量模型」小节。

② top_k 字段：表示检索时，返回的最大数量。

similarity_threshold 字段：表示相似度阈值，超过这个值，检索才会返回。

# 1.2 管理后台

① 前端对应 [AI 大模型 -> AI 知识库] 菜单，对应 yudao-ui-admin-vue3 项目的 @/views/ai/knowledge/knowledge 目录，创建知识库。

AI 知识库

它的后端 HTTP 接口，由 yudao-module-ai 模块的 model 包的 AiKnowledgeController 实现。

② 点击「新建」按钮，填写知识库名称、描述、向量模型、topK、相似度阈值，点击「保存」按钮，即可创建知识库。如下图所示：

AI 知识库新建

# 2. AI 知识库文档表

ai_knowledge_document 表，是 AI 知识库的文档表，存储了知识库的文档信息。

# 2.1 表结构

省略 creator/create_time/updater/update_time/deleted/tenant_id 等通用字段

CREATE TABLE `ai_knowledge_document` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '编号',
  `knowledge_id` bigint NOT NULL COMMENT '知识库编号',
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '文档名称',
  
  `url` varchar(1024) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '文件 URL',
  `content` text CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '内容',
  `content_length` int NOT NULL COMMENT '字符数',
  `tokens` int NOT NULL COMMENT 'token 数量',
  
  `segment_max_tokens` int NOT NULL COMMENT '分片最大 Token 数',
  
  `retrieval_count` int NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '召回次数',
  
  `status` tinyint NOT NULL COMMENT '是否启用',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=23 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT='AI 知识库文档表';

① knowledge_id 字段：对应 ai_knowledge 表的 id 字段，表示属于哪个知识库。

② url 字段：通过上传文件，新建文档时，会有文件 URL。

content、content_length、tokens 字段：表示文档内容、字符数、token 数量。

③ segment_max_tokens 字段：表示分片最大 Token 数，超过这个值，会进行分片。目前通过 Spring AI 提供的 TokenTextSplitter 进行分片。

④ retrieval_count 字段：表示召回次数，每次检索时，会记录召回次数。

# 2.2 管理后台

① 点击“知识库”所在列的「文档」按钮，进入该知识库的文档列表，对应 yudao-ui-admin-vue3 项目的 @/views/ai/knowledge/knowledge 目录，如下图所示：

AI 知识库文档

它的后端 HTTP 接口，由 yudao-module-ai 模块的 model 包的 AiKnowledgeDocumentController 实现。

② 点击「新建」按钮，上传文件（支持多个），不断点击「下一步」按钮，即可创建文档。如下图所示：

AI 知识库文档新建

AI 知识库文档新建2

AI 知识库文档新建3

完成后，文档会被切成多个分片，之后分片使用【向量模型】进行向量化，最终存储到【向量存储】中。

友情提示：向量存储的配置，可见「附录：向量存储」小节。

# 3. AI 知识库段落表

ai_knowledge_segment 表，是 AI 知识库的段落表，存储了知识库的段落信息。

也就是说，切片一方面存储到【向量存储】中（用于“检索”），另一方面存储到 ai_knowledge_segment 表中（用于“管理”）。

# 3.1 表结构

省略 creator/create_time/updater/update_time/deleted/tenant_id 等通用字段

CREATE TABLE `ai_knowledge_segment` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '编号',

  `knowledge_id` bigint NOT NULL COMMENT '知识库编号',
  `document_id` bigint NOT NULL COMMENT '文档编号',
  
  `content` text CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '分段内容',
  `content_length` int NOT NULL COMMENT '字符数',
  `tokens` int NOT NULL COMMENT 'token 数量',

  `vector_id` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '向量库的编号',

  `retrieval_count` int NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '召回次数',
  
  `status` tinyint NOT NULL COMMENT '是否启用',

  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=183 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT='AI 知识库分段表';

① knowledge_id 字段：对应 ai_knowledge 表的 id 字段，表示属于哪个知识库。

document_id 字段：对应 ai_knowledge_document 表的 id 字段，表示属于哪个文档。

② content、content_length、tokens 字段：表示分段内容、字符数、token 数量。

③ vector_id 字段：表示向量库的编号，对应【向量存储】中的向量编号。只做关联，不存储向量值。

④ retrieval_count 字段：表示召回次数，每次检索时，会记录召回次数。

# 3.2 管理后台

① 点击“文档”所在列的「文档」按钮，进入该知识库的文档列表，点击「查看」按钮，即可查看文档的分段列表，对应 yudao-ui-admin-vue3 项目的 @/views/ai/knowledge/knowledge 目录，如下图所示：

AI 知识库段落

② 除了上述文档的方式，我们也可以点击「新建」或者「编辑」按钮，手动创建或编辑段落。如下图所示：

AI 知识库段落新建

# 4. 如何使用？

# 4.1 召回测试

可以在 [AI 大模型 -> AI 知识库] 菜单，点击“知识库”所在列的「召回测试」按钮，输入检索内容，即可测试知识库的检索。如下图所示：

AI 知识库召回测试

# 4.2 接入 AI 聊天

① 第一步，在角色配置时，关联对应的 AI 知识库，可多选。如下图所示：

AI 知识库角色配置

② 第二步，使用该角色进行聊天，即可使用 AI 知识库。如下图所示：

AI 知识库的案例

# 附录：向量模型

在 Spring AI 中，通过 EmbeddingModel 接口，实现了各个平台的向量模型的接入。如下图所示：

EmbeddingModel 实现

目前在项目的 AiModelFactoryImpl 中，提供了 #getOrCreateEmbeddingModel(...) 方法：

  • 已实现 OllamaEmbeddingModel、DashScopeEmbeddingModel 模型的接入
  • 未实现的其它平台的向量模型，可参考实现到上述方法中

# OllamaEmbeddingModel

① 首先，访问 https://ollama.ai/download (opens new window)，下载对应系统 Ollama 客户端，然后安装。

② 然后，访问 https://ollama.com/search?c=embedding (opens new window) 地址，获取想运行的向量模型。

例如说：nomic-embed-text，则可在命令中执行 ollama pull nomic-embed-text 命令，进行一键部署。

③ 最后，在 [AI 大模型 -> 控制台 -> 模型配置] 菜单，添加该向量模型。

注意，模型名使用你 Ollama 部署的模型名。

# DashScopeEmbeddingModel

① 首先，参考 《【模型接入】通义千问》 文档，申请对应的 API 密钥。

② 然后，在 [AI 大模型 -> 控制台 -> 模型配置] 菜单，添加该向量模型。

模型名，可使用 text_embedding_v3，更多可参考 《阿里云 —— 通用文本向量》 (opens new window)

# ZhiPuAiEmbeddingModel

① 首先，参考 《【模型接入】智普 GLM》 文档，申请智普 AI 的 API 密钥。

② 然后，在 [AI 大模型 -> 控制台 -> 模型配置] 菜单，添加该向量模型。

模型名，可使用 embedding-3，更多可参考 《智谱 —— 模型广场》 (opens new window) 搜 “embedding” 关键字。

# QianFanEmbeddingModel

① 首先，参考 《【模型接入】文心一言》 文档，申请对应的 API 密钥。

② 然后，在 [AI 大模型 -> 控制台 -> 模型配置] 菜单，添加该向量模型。

模型名，可使用 embedding-v1，更多可参考 《千帆大模型服务 —— 向量Embeddings》 (opens new window)。

# MoonshotEmbeddingModel

① 首先，参考 《【模型接入】Moonshot》 文档，申请对应的 API 密钥。

② 然后，在 [AI 大模型 -> 控制台 -> 模型配置] 菜单，添加该向量模型。

模型名，可使用 embo-01，更多可参考 《Moonshot 文档 —— Embeddings（向量化）》 (opens new window)。

# OpenAiEmbeddingModel

① 首先，参考 《【模型接入】OpenAI》 文档，申请对应的 API 密钥。

② 然后，在 [AI 大模型 -> 控制台 -> 模型配置] 菜单，添加该向量模型。

模型名，可使用 text-embedding-ada-002，TODO 更多可参考 《OpenAI 中文文档 —— 嵌入模型》 (opens new window)。

# AzureOpenAiEmbeddingModel

① 首先，参考 《【模型接入】微软 OpenAI》 文档，申请对应的 API 密钥。

② 然后，在 [AI 大模型 -> 控制台 -> 模型配置] 菜单，添加该向量模型。

模型名，可使用 text-embedding-3-small，更多可参考 《教程：探索 Azure OpenAI 服务嵌入和文档搜索》 (opens new window)。

# 附录：向量存储

在 Spring AI 中，通过 VectorStore 接口，实现了各个平台的向量存储的接入。如下图所示：

VectorStore 实现

目前在项目的 AiModelFactoryImpl 中，提供了 #getOrCreateVectorStore(...) 方法，实现如下模型的接入：

ps：其它平台的向量存储，可参考实现到上述方法中。

另外，默认使用 SimpleVectorStore。如需切换，可修改 AiModelServiceImpl 的 #getOrCreateVectorStore(...) 方法，如下图所示：

VectorStore 切换

# RedisVectorStore

① 参考 https://blog.csdn.net/NiDeHaoPengYou/article/details/129748387 (opens new window) 文档，执行 docker run -d --name redis-stack -p 6379:6379 -p 8001:8001 redis/redis-stack:latest 命令，安装开启向量存储的 Redis。

② 修改 AiModelServiceImpl 的 #getOrCreateVectorStore(...) 方法，使用 RedisVectorStore。

另外，默认在 application.yaml 配置如下：

spring:
  ai:
    vectorstore: # 向量存储
      redis:
        initialize-schema: true
        index: knowledge_index # Redis 中向量索引的名称：用于存储和检索向量数据的索引标识符，所有相关的向量搜索操作都会基于这个索引进行
        prefix: "knowledge_segment:" # Redis 中存储向量数据的键名前缀：这个前缀会添加到每个存储在 Redis 中的向量数据键名前，每个 document 都是一个 hash 结构

# MilvusVectorStore

① 执行 docker run -d --name qdrant-test -p 6333:6333 -p 6334:6334 qdrant/qdrant:latest 命令，安装 Qdrant。

② 修改 AiModelServiceImpl 的 #getOrCreateVectorStore(...) 方法，使用 QdrantVectorStore。

另外，默认在 application.yaml 配置如下：

spring:
  ai:
    vectorstore: # 向量存储
      qdrant:
        initialize-schema: true
        collection-name: knowledge_segment # Qdrant 中向量集合的名称：用于存储向量数据的集合标识符，所有相关的向量操作都会在这个集合中进行
        host: 127.0.0.1
        port: 6334

# MilvusVectorStore

① 参考 https://milvus.io/docs/zh/prerequisite-docker.md (opens new window) 文档，执行如下命令（需要翻墙）：

curl -sfL https://raw.githubusercontent.com/milvus-io/milvus/master/scripts/standalone_embed.sh -o standalone_embed.sh
bash standalone_embed.sh start

② 修改 AiModelServiceImpl 的 #getOrCreateVectorStore(...) 方法，使用 MilvusVectorStore。

另外，默认在 application.yaml 配置如下：

spring:
  ai:
    vectorstore: # 向量存储
      milvus:
        initialize-schema: true
        database-name: default # Milvus 中数据库的名称
        collection-name: knowledge_segment # Milvus 中集合的名称：用于存储向量数据的集合标识符，所有相关的向量操作都会在这个集合中进行
        client:
          host: 127.0.0.1
          port: 19530
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