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探索RAG技术的最新进展：LongRAG、Self-RAG和GraphRAG如何突破传统检索增强生成的局限，解决复杂场景下的实际问题。核心内容： 1. 传统RAG的核心限制与常见问题 2. LongRAG保持上下文连贯性的实现方案 3. Self-RAG和GraphRAG的创新思路与应用场景
杨芳贤
53AI创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家
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检索增强生成（RAG）早已不是简单的向量相似度匹配加 LLM 生成这一套路。LongRAG、Self-RAG 和 GraphRAG 代表了当下工程化的技术进展，它们各可以解决不同的实际问题。
传统 RAG 的核心限制
标准的 RAG 流程大概是这样的：把文档分割成小块、向量化、通过余弦相似度检索、喂给 LLM。这套路对很多场景确实够用，但会遇到很多问题，比如：
跨越式的上下文依赖。一个完整的逻辑链条可能横跨几千个词，而小块划分会把它们切散。其次是检索的盲目性，系统拉回来的内容有没有真正用处，完全没有办法自检。最后就是关系的表达能力。向量相似度再相关，也就是找找"感觉差不多"的内容，实体间的复杂联系它看不见。
高级 RAG 的这几种变体，正是为了解决这些问题而设计的。
LongRAG：保持上下文的连贯性
LongRAG 的核心想法其实不复杂：既然现在的 LLM 支持更长的上下文窗口（32K、100K，甚至 1M 个 token），为什么还要固执于 512 token 这样的小块呢？与其切割成碎片，不如用分层的方式来组织。
这套方案做了三件事：1、对整个文档或很大的部分进行整体嵌入，保留其整体语义；2、要分块的话，块要大得多（4K-8K token）并且保持 20-30% 的重叠，这样能维持叙述的流畅性；3、检索回来的不是零散的片段，而是完整的、连贯的段落或文档。
来看个原型级别的 Python 实现：
from typing import List, Dict
import numpy as np
class LongRAGRetriever:
def __init__(self, model, chunk_size=8000, overlap=1600):
self.model = model
self.chunk_size = chunk_size
self.overlap = overlap
self.doc_embeddings = []
self.documents = []
def create_long_chunks(self, text: str) -> List[str]:
"""Create overlapping large chunks"""
chunks = []
start = 0
while start < len(text):
end = start + self.chunk_size
chunk = text[start:end]
chunks.append(chunk)
start += (self.chunk_size - self.overlap)
return chunks
def index_document(self, doc: str, metadata: Dict):
"""Index document with hierarchical embedding"""
# 嵌入整个文档
doc_embedding = self.model.embed(doc)
# 用重叠方式创建大块
chunks = self.create_long_chunks(doc)
chunk_embeddings = [self.model.embed(c) for c in chunks]
self.doc_embeddings.append({
'doc_id': len(self.documents),
'doc_embedding': doc_embedding,
'chunk_embeddings': chunk_embeddings,
'chunks': chunks,
'full_text': doc,
'metadata': metadata
})
self.documents.append(doc)
def retrieve(self, query: str, top_k: int = 3) -> List[Dict]:
"""Retrieve relevant long-form content"""
query_embedding = self.model.embed(query)
# 先在文档层级做匹配
doc_scores = [
np.dot(query_embedding, doc['doc_embedding'])
for doc in self.doc_embeddings
]
# 拿到最相关的几个文档
top_doc_indices = np.argsort(doc_scores)[-top_k:][::-1]
results = []
for idx in top_doc_indices:
doc_data = self.doc_embeddings[idx]
# 在每份文档内找最佳的块
chunk_scores = [
np.dot(query_embedding, emb)
for emb in doc_data['chunk_embeddings']
]
best_chunk_idx = np.argmax(chunk_scores)
# 返回最佳块周围的扩展上下文
context_chunks = self._get_extended_context(
doc_data['chunks'],
best_chunk_idx
)
results.append({
'text': ''.join(context_chunks),
'score': doc_scores[idx],
'metadata': doc_data['metadata']
})
return results
def _get_extended_context(self, chunks: List[str],
center_idx: int) -> List[str]:
"""Get extended context around relevant chunk"""
start = max(0, center_idx - 1)
end = min(len(chunks), center_idx + 2)
return chunks[start:end]
这套方案在几类问题上表现不错。法律文档分析中因为合同条款和法律论述往往环环相扣跨度很长。研究论文检索也受益明显，方法论通常需要整段的连贯阅读才能理解。代码库搜索也一样，函数和类只有放到模块的完整上下文才能用。
但是我呢提就是延迟会上升 2-5 倍，因为处理的数据量摆在那儿。但准确率有 15-25% 的提升。内存需求会翻三四倍。所以这招合适的场景是准确率比速度更值钱的地方。
Self-RAG：让检索有自我意识
Self-RAG 有点不同。它在系统里埋入了反思的能力，不是盲目地拉数据然后生成，而是在关键点上进行判断，这些判断点用特殊的反思标记来表现：
检索标记（Retrieve Token）决定这个查询到底需不需要去检索。有些问题 LLM 直接能答，没必要多此一举；相关性标记（Relevance Token）评估检索回来的内容有没有用；支持标记（Support Token）检查生成的答案有没有真正建立在检索内容的基础上；批评标记（Critique Token）对整个回答做个质量评分。
这套系统可以分为三个互相穿插的环节：
class SelfRAGSystem:
def __init__(self, retriever, generator, critic):
self.retriever = retriever
self.generator = generator
self.critic = critic
def generate_with_reflection(self, query: str,
max_iterations: int = 3):
"""Generate answer with self-reflection"""
# 第一步：判断是否需要检索
retrieve_decision = self.critic.should_retrieve(query)
if not retrieve_decision:
# 不需要检索就直接生成
return self.generator.generate(query)
# 第二步：检索并评估相关性
retrieved_docs = self.retriever.retrieve(query)
relevant_docs = []
for doc in retrieved_docs:
relevance_score = self.critic.assess_relevance(
query, doc
)
if relevance_score > 0.7: # 阈值
relevant_docs.append(doc)
if not relevant_docs:
# 没找到相关的也回退到直接生成
return self.generator.generate(query)
# 第三步：生成并验证
best_answer = None
best_score = -1
for _ in range(max_iterations):
# 生成候选答案
answer = self.generator.generate(
query, context=relevant_docs
)
# 评估这个答案有多少支持度，质量如何
support_score = self.critic.check_support(
answer, relevant_docs
)
quality_score = self.critic.assess_quality(answer)
# 综合评分
total_score = 0.6 * support_score + 0.4 * quality_score
if total_score > best_score:
best_score = total_score
best_answer = answer
# 分数够高就不用再试了
if total_score > 0.9:
break
return {
'answer': best_answer,
'confidence': best_score,
'sources': relevant_docs,
'reflections': {
'retrieved': retrieve_decision,
'relevance': len(relevant_docs),
'support': support_score
}
}
这里面的批评组件需要好好训练，通常的做法是用有相关性标注的数据进行监督微调，然后结合强化学习用准确预测作为奖励，对比学习用来区分什么是支持的、什么是不支持的声明。
反思标记可以有几种实现路径：在模型词汇表里加特殊标记（比如 [RETRIEVE]、[RELEVANT]），或者在模型的分类器头上操作，甚至用外部的评估模型组成一个集成。
上线的时候要考虑几个问题：每多一轮反思就多增加 20-40% 的推理成本，所以要根据业务要求来平衡；对于法律、医疗这类高风险场景，反思的阈值要设高一点；普通聊天应用可以宽松一些。另外就是监控也很关键，要看系统多久会触发检索，这能告诉你是否用复杂了还是没用够。
GraphRAG：从向量相似度到关系图谱
GraphRAG 则换了个思路：与其比较向量的相似度，不如用图的方式来表示文档间的关系。实体成了节点，它们的关系成了边。查询时不是找"最像"的内容，而是找连接最紧密的子图。
这个过程分为几步。首先是实体提取，从文本里识别出人名、地名、概念等；然后是关系抽取，找出它们之间的时间、因果、层级等关联；再是图构建，把这些信息组织成一个知识图谱；最后在查询时，从这个图里拉出相关的子图。
图的构建和查询
class GraphRAGBuilder:
def __init__(self, entity_extractor, relation_extractor):
self.entity_extractor = entity_extractor
self.relation_extractor = relation_extractor
self.graph = NetworkGraph()
def build_graph(self, documents: List[str]):
"""Build knowledge graph from documents"""
for doc in documents:
# 提取实体
entities = self.entity_extractor.extract(doc)
# 把实体加成节点
for entity in entities:
self.graph.add_node(
entity['text'],
entity_type=entity['type'],
context=entity['surrounding_text']
)
# 提取关系
relations = self.relation_extractor.extract(
doc, entities
)
# 把关系加成边
for rel in relations:
self.graph.add_edge(
rel['source'],
rel['target'],
relation_type=rel['type'],
confidence=rel['score'],
evidence=rel['text_span']
)
def enrich_graph(self):
"""Add derived relationships and metadata"""
# 计算节点的重要性（PageRank 等）
self.graph.compute_centrality()
# 发现社群和聚类
self.graph.detect_communities()
# 如果有时间戳就加上时间序列
self.graph.add_temporal_edges()
查询时需要做多跳推理：
class GraphRAGRetriever:
def __init__(self, graph, embedder):
self.graph = graph
self.embedder = embedder
def retrieve_subgraph(self, query: str,
max_hops: int = 2,
max_nodes: int = 50):
"""Retrieve relevant subgraph for query"""
# 识别查询里涉及的实体
query_entities = self.entity_extractor.extract(query)
# 在图里找对应的节点
seed_nodes = []
for entity in query_entities:
matches = self.graph.find_similar_nodes(
entity['text'],
similarity_threshold=0.85
)
seed_nodes.extend(matches)
# 从这些节点出发扩展子图
subgraph = self.graph.create_subgraph()
visited = set()
for seed in seed_nodes:
self._expand_from_node(
seed,
subgraph,
visited,
current_hop=0,
max_hops=max_hops
)
# 按相关性给节点排序
ranked_nodes = self._rank_subgraph_nodes(
subgraph, query
)
# 提取并格式化成文本
context = self._format_graph_context(
ranked_nodes[:max_nodes],
subgraph
)
return context
def _expand_from_node(self, node, subgraph, visited,
current_hop, max_hops):
"""Recursively expand subgraph"""
if current_hop >= max_hops or node in visited:
return
visited.add(node)
subgraph.add_node(node)
# 获取邻接节点
neighbors = self.graph.get_neighbors(node)
for neighbor, edge_data in neighbors:
# 把边加到子图里
subgraph.add_edge(node, neighbor, edge_data)
# 继续递归扩展
self._expand_from_node(
neighbor,
subgraph,
visited,
current_hop + 1,
max_hops
)
def _format_graph_context(self, nodes, subgraph):
"""Convert subgraph to textual context"""
context_parts = []
for node in nodes:
# 加上节点本身的信息
context_parts.append(f"Entity: {node.text}")
context_parts.append(f"Type: {node.entity_type}")
# 加上和其他节点的关系
edges = subgraph.get_edges(node)
for edge in edges:
context_parts.append(
f"- {edge.relation_type} -> {edge.target.text}"
)
return "\n".join(context_parts)
微软的 GraphRAG 实现加了一层摘要的机制：先从文档里用 LLM 提取实体和关系构建初始图，然后用 Leiden 算法这类方法识别出社群，为每个社群生成摘要，形成多层级的抽象结构。查询时先定位到相关社群，再往下钻到具体实体。
这套方式特别擅长处理三类问题：探索性的查询（"这批文档的主要话题是什么"），需要多跳推理的查询（"A 通过 B 怎么连到 C"），还有时间序列的分析（"这个实体的关系怎么演变的"）。
如何选择
说了这么多，到底该用哪个？这取决于你的具体情况。
用 LongRAG 的前提是文档本身就有很强的内部关联性，你的 LLM 支持足够长的上下文（32K 起），而且准确性比响应速度更值钱。它特别适合报告、论文、书籍这类结构化文档。
Self-RAG 则适合对答案的准确性和可信度有较高要求的场景。假如检索出错带来的损失很大，或者查询的复杂度差异很大（有些直接能答，有些得查资料），Self-RAG 的反思机制就显出价值。用推理速度会慢一些的代价换来的是更可控的质量。
GraphRAG 适合领域里实体关系很丰富的情况。如果查询通常需要理解多个实体间的联系，或者涉及时间演变、层级关系这类复杂的关联，用图来表示就能发挥威力。
但是这三个方案可以组合使用：比如 LongRAG 加 GraphRAG，先用图结构定位到相关的文档集群，然后取完整的文档而不是片段。或者 Self-RAG 加 GraphRAG，用反思能力来决定图遍历的路径，什么时候往深处走，什么时候停止。甚至可以设计三阶段的流程：先用 GraphRAG 做基于实体的初步检索，再用 Self-RAG 筛选相关性，最后用 LongRAG 组织上下文。
工程考量
嵌入模型的选择
不同的 RAG 变体对嵌入能力的需求有差异。LongRAG 需要嵌入在文档和块两个层级都能工作，最好选用在长序列上用对比学习训练过的模型；Self-RAG 需要嵌入能够捕捉细粒度的语义差异，用于精准的相关性评估；GraphRAG 则需要对实体有特殊的理解，在实体链接任务上微调的模型会表现更好。
分块策略
传统的等长分块对于高级 RAG 太粗糙了。语义分块在段落、章节、话题转换的自然边界处切割；递归分块能建立父子关系的层级结构；滑动窗口用重叠的块在边界保留上下文；结构感知分块要尊重 Markdown 标题、XML 标签、代码块这些结构信息。
Python 的 LangChain 和 LlamaIndex 库都内置了这些分块策略的支持。
重排序的价值
在初步检索后加一层重排序模型，根据查询-文档的交互特征重新评分，这能显著提升效果。通常能带来 10-20% 的准确率提升并且延迟增加很少。
总结
RAG 的进化路径已经很清楚了：LongRAG 解决的是信息碎片化，当你有计算资源处理长上下文、需要保留完整语义的时候就用它；Self-RAG 带来了反思能力，减少假阳性，提高可信度，特别适合高风险应用；GraphRAG 则是针对关系密集的领域，能发现向量方法完全看不到的连接。
随着 LLM 和上下文窗口的继续进化，RAG 的形态也会不断调整。关键是要理解自己的业务约束：文档特点、查询模式、容错度、算力成本，然后有针对性地选择技术组合。
作者：Rost Glukhov
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