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告别无效检索:我用LangExtract + Milvus升级 RAG 管道的实战复盘

发布日期:2025-09-21 18:57:10 浏览次数: 1555
作者:AI云枢

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告别无效检索!LangExtract + Milvus让RAG搜索从“猜”变成“查”,精准提取非结构化文本的关键信息。

核心内容:
1. LangExtract基础使用:五分钟完成首次元数据提取
2. 实战技巧:如何通过高质量示例提升提取精度
3. 与Milvus结合:构建高效RAG管道的完整方案

杨芳贤
53AI创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家


今天我们聊下Google 的新开源库 LangExtract。虽然他已经开源了一段时间。但这段时间我一直在实际项目里用它,踩了不少坑,也总结了一些经验。所以,这篇文章不打算讲太多理论,咱们直接上代码,聊实践。

如果你和我一样,曾被 RAG 系统里那些“相似但不相关”的检索结果折磨过,那 LangExtract 绝对值得你花十分钟看看。它只干一件事,但干得非常漂亮:给你的非结构化文本(产品文档、法律合同、用户评论等)精准地打上结构化标签,让RAG 搜索从“猜”变成“查”。

废话不多说,Show me the code。

一、基础篇:五分钟完成首次元数据提取

我们先来个最简单的例子,感受一下它的直接。

1. 环境准备

老规矩,虚拟环境,然后安装必要的库。LangExtract 自身不包含大模型,它作为一个调度和数据结构的库,需要一个后端模型来执行提取,这里我们使用 Google 的 Gemini。

pip install langextract google-generativeai

2. 配置 API 密钥

LangExtract 会默认读取名为LANGEXTRACT_API_KEY 的环境变量来驱动后端模型。

import os# 在实际项目中,请使用 .env 文件或系统环境变量等更安全的方式os.environ["LANGEXTRACT_API_KEY"]="YOUR_GOOGLE_API_KEY"

3. 首次提取代码

假设我们有一段应用服务的 API 简介,需要提取版本和速率。LangExtract 的设计基于“小样本提示”技术,这意味着我们必须提供至少一个完整的示例来“教会”模型,示例的质量直接决定了提取的质量。

import langextract as lximport textwrap
# 步骤1:定义提取任务prompt = textwrap.dedent("""从技术文档中精准提取以下字段:1. service_name:从标题中提取出的主要服务或API名称(例如:"认证API","存储服务")2. version_number:仅提取版本号数字(例如:"2.0","1.0"),不要包含"v"或"版本"等文字。3. document_category:文档类型,提取原文中的"参考"、"指南"或"排错指南"。4. rate_limits:任何关于速率限制的信息,提取完整描述。""")
# 步骤2:提供高质量示例examples =[    lx.data.ExampleData(        text="# 支付API v3.0 参考\n\n支付API用于处理所有交易请求。\n\n速率限制: 每分钟500次请求。",        extractions=[            lx.data.Extraction(extraction_class="service_name", extraction_text="支付API"),            lx.data.Extraction(extraction_class="version_number", extraction_text="3.0"),            lx.data.Extraction(extraction_class="document_category", extraction_text="参考"),            lx.data.Extraction(extraction_class="rate_limits", extraction_text="每分钟500次请求")        ]    ),    lx.data.ExampleData(        text="## 用户认证服务 - 排错指南\n\n本文档适用于 v1.5 版本。如果遇到认证失败,请检查您的API密钥。\n\n速率限制: 无。",        extractions=[            lx.data.Extraction(extraction_class="service_name", extraction_text="用户认证服务"),            lx.data.Extraction(extraction_class="version_number", extraction_text="1.5"),            lx.data.Extraction(extraction_class="document_category", extraction_text="排错指南"),            lx.data.Extraction(extraction_class="rate_limits", extraction_text="无")        ]    )]
# 步骤3:在新的输入文本上执行提取input_text = textwrap.dedent("""       # 图像处理服务 - 开发者指南       欢迎使用我们的图像处理服务。当前稳定版本为2.1。       本指南将引导您完成所有设置步骤。       ### API调用频率       为了保证服务稳定,我们对所有用户设置了统一的调用频率上限:每小时1000次调用。""")
result_doc = lx.extract(    text_or_documents=input_text,    prompt_description=prompt,    examples=examples,    model_id="gemini-1.5-flash-latest",)
# 步骤4:处理结果if result_doc.extractions:    extracted_metadata ={ext.extraction_class: ext.extraction_text for ext in result_doc.extractions}    print("提取出的结构化元数据:")    for key, value in extracted_metadata.items():       print(f"  - {key}{value}")else:    print("未能提取出任何信息。")
# 步骤5 (可选): 可视化调试lx.io.save_annotated_documents([result_doc], output_name="extraction_results.jsonl", output_dir=".")html_content = lx.visualize("extraction_results.jsonl")with open("visualization.html","w", encoding="utf-8")as f:    f.write(html_content.data)

运行结果:

提取出的结构化元数据:service_name:图像处理服务version_number:2.1document_category:指南rate_limits:每小时1000次调用

看,成了。这就是 LangExtract 的基本用法。但是,要真正发挥它的威力,我们需要一种更结构化的方式。

二、核心工作流 —— 同时提取文本及元数据

LangExtract 的精髓在于通过高质量的示例来指导模型。一个非常好的技巧是,在一次提取中同时获得一个关键的文本片段extraction_text一组描述该文本的属性字典attributes

我们的目标是:从电影简介中,提取出主角实体(文本),并同步捕获这部电影的类型、角色类型和主题(元数据)。

1. 定义清晰的 Prompt

import textwrap
prompt = textwrap.dedent("""从电影简介中,找到核心角色,并提取出它的主要类型、主角类型和核心主题。""")

2. 提供一个标准答案的示例

这一步是关键中的关键。一个好的 Example 远胜千言万语的 Prompt。

examples =[    lx.data.ExampleData(        text="一个孤独的太空陆战队员,在一颗遥远的星球上与外星生物作战。",        extractions=[            lx.data.Extraction(                extraction_class="protagonist",# 我们给这个提取对象一个类名                extraction_text="太空陆战队员",# 我们希望提取出的关键文本                attributes={# 我们希望关联到这段文本上的元数据                   "genre":"科幻",                   "character_type":"军人",                   "theme":"战斗"                }            )        ]     )]

经验之谈:这种 extraction_text + attributes 的组合模式,对于构建复杂的 RAG 系统非常有用。比如,你可以提取出“公司名称”,并把它的“股票代码”、“成立年份”作为 attributes 附加。

3. 处理新文本

input ="一位年轻的巫师在霍格沃茨魔法学校发现了自己的魔法天赋,并与朋友们一起对抗黑魔王。"
result_doc = lx.extract(    text_or_documents=input,    prompt_description=prompt,    examples=examples,    model_id="gemini-1.5-flash-latest",)
if result_doc.extractions:    extraction = result_doc.extractions[0]    print(f"提取出的关键实体文本: {extraction.extraction_text}")    print(f"关联的结构化元数据: {extraction.attributes}")else:    print("未能提取出任何信息。")

运行结果:

提取出的关键实体文本:年轻的巫师关联的结构化元数据:{'genre':'奇幻','character_type':'魔法师','theme':'魔法与对抗'}

模型不仅准确找到了主角“年轻的巫师”,还完美地生成了我们想要的结构化元数据。这就是 LangExtract 的核心工作流:定义任务(Prompt)-> 提供范本(Examples)-> 执行提取

三、实战:构建 LangExtract + Milvus 混合检索管道

现在我们能稳定地从文本中提取丰富的元数据了。接下来,我们将它与 Milvus 结合,搭建一个完整的混合检索系统。选择 Milvus 的原因是我工作中深度使用,它对元数据过滤和混合检索的支持非常成熟。

1. 准备工作

pip install pymilvus

2. 搭建数据注入流水线

流程很清晰:遍历文档 -> LangExtract 提取元数据 -> Google 模型生成向量 -> 存入 Milvus

from pymilvus importMilvusClient,DataType,FieldSchema,CollectionSchemaimport google.generativeai as genai
# 配置 genai,它同样会读取 GEMINI_API_KEYgenai.configure(api_key=os.environ["GEMINI_API_KEY"])
# --- Milvus 设置 (使用本地文件模式,对新手友好,无需服务) ---COLLECTION_NAME ="movie_db_prod"DB_FILE ="./milvus_movies.db"client =MilvusClient(uri=DB_FILE)
if client.has_collection(COLLECTION_NAME):    client.drop_collection(COLLECTION_NAME)
# --- 定义 Schema ---# 为主角(protagonist)创建一个专门的字段,其余元数据通过 dynamic field 自动映射fields =[   FieldSchema(name="id", dtype=DataType.INT64, is_primary=True, auto_id=True),   FieldSchema(name="text", dtype=DataType.VARCHAR, max_length=65535),   FieldSchema(name="protagonist", dtype=DataType.VARCHAR, max_length=1024),   FieldSchema(name="embedding", dtype=DataType.FLOAT_VECTOR, dim=768)]schema =CollectionSchema(fields, enable_dynamic_field=True)client.create_collection(COLLECTION_NAME, schema=schema)
# --- 创建索引 ---index_params = client.prepare_index_params()index_params.add_index(field_name="embedding", index_type="AUTOINDEX", metric_type="L2")client.create_index(COLLECTION_NAME, index_params)
# --- 准备数据 ---input =["一个孤独的太空陆战队员,在一颗遥远的星球上与外星生物作战。","纽约警探约翰·麦克连在圣诞夜与恐怖分子在一栋洛杉矶摩天大楼里展开激战。","年轻巫师哈利·波特在霍格沃茨发现自己的魔法天赋,并对抗黑魔王。","一位天才发明家托尼·斯塔克打造了一套高科技战甲,成为钢铁侠。",]
# (复用第二部分中的 prompt 和 examples)all_data_entries =[]for plot in input:    # 1. 提取元数据    doc = lx.extract(plot, prompt_description=prompt, examples=examples, model_id="gemini-1.5-flash-latest")    metadata ={}    protagonist_text =""    if doc.extractions:        metadata = doc.extractions[0].attributes        protagonist_text = doc.extractions[0].extraction_text
    # 2. 生成向量    embedding = genai.embed_content(model="models/text-embedding-004", content=plot, task_type="RETRIEVAL_DOCUMENT")['embedding']
    # 3. 准备注入数据    data_entry ={        "text": plot,        "protagonist": protagonist_text,        "embedding": embedding,    }    data_entry.update(metadata)# 将 genre, theme 等动态字段合并进来    all_data_entries.append(data_entry)
# 4. 批量注入 Milvusclient.insert(collection_name=COLLECTION_NAME, data=all_data_entries)print(f"成功注入 {len(all_data_entries)} 条数据到 Milvus!")

3. 混合检索与验证

数据入库,开始验证。

场景一:纯元数据过滤“帮我找到所有‘动作’类型的电影。”

results = client.query(    collection_name=COLLECTION_NAME,    filter='genre == "动作"',# 使用示例中存在的类型以确保有结果    output_fields=["text","genre","protagonist"])print("精确查询结果:\n", results)

场景二:混合检索“找一些关于‘英雄成长’的电影,但必须是‘奇幻’类型。”

query_text ="英雄的成长与冒险"query_vector = genai.embed_content(model="models/text-embedding-004", content=query_text, task_type="RETRIEVAL_QUERY")['embedding']
search_results = client.search(    collection_name=COLLECTION_NAME,    data=[query_vector],    limit=2,    filter='genre == "奇幻"',# 先用元数据把范围缩小    output_fields=["text","genre","protagonist"]# 再在这个小范围里做向量搜索)print("\n混合搜索结果:\n", search_results)

看到区别了吗?我们不再是盲目地在整个数据库里做向量ANN搜索,而是先用 LangExtract 提取出的精准标签genre == "奇幻")把搜索空间裁剪到一个极小的、高度相关的子集,然后再进行语义搜索。结果的准确性,完全不是一个量级。

四、一些经验之谈

1.别信你的第一版 Prompt 和 Examples。这个过程一定是迭代的。我的工作流是:跑一次 -> 结果不理想?-> 用 lx.visualize() 生成 HTML 报告看看模型到底把哪部分文本标错了 -> 修改 Examples 或 Prompt -> 再跑一次。visualize 是你最好的调试工具。2.Examples 的质量远比数量重要。一两个高质量、有代表性的示例,比十个随手写的低质量示例效果好得多。3.LangExtract 不是万能的。如果你的需求非常简单,比如只是想把一次 API 的返回强制规范成一个 JSON,那用 Instructor 这类轻量级库可能更直接。LangExtract 的主场是处理成批的、复杂的文档,为构建知识库提供稳定、高质量的元数据。4.LangExtract 只处理文本输入,需要预处理。LangExtract 的 API 接收的是字符串,它不负责文件解析。在处理 PDF、Word 或图片等格式时,必须建立一个预处理流水线
对于 PDF/Word 文档:先用 PyMuPDFpython-docx 等库将文件内容解析为纯文本字符串,再交给 LangExtract。对于图文混合内容:先提取文字,再用多模态模型(如 Gemini 1.5 Pro)将图片转换为文字描述,然后将两者合成为一份完整的纯文本文档,最后再由 LangExtract 处理。记住这个流程:复杂文档 -> [解析器/多模态模型] -> 纯文本 -> [LangExtract]

五、总结

今天我们没有深入复杂的架构理论,而是纯粹地走了一遍如何用 LangExtract 和 Milvus 从零搭建一个高效的混合检索系统。

总结一下关键步骤:

1.用 lx.extract 加上清晰的 Prompt 和高质量的 Examples,从文本里提取元数据。2.将元数据和文本向量一同存入 Milvus。3.利用 Milvus 的 filter 功能实现“先过滤,再搜索”的精准查询。

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