我要投稿

实现一个基于LangChain 的 RAG 智能问答Agent实践

发布日期：2026-03-26 19:24:31 浏览次数： 1516

作者：华为云开发者联盟

微信搜一搜，关注“华为云开发者联盟”

本文基于本项目的实际实现，介绍基于langchain框架，从文档导入到向量存储、再到多轮检索问答的端到端RAG实践。使用Langfuse实现LLMOps监控，自动捕获链中每一步的输入输出。

整体框架

应用程序

程序跑起来的样子：

一、文档加载与切分

1.1 多格式加载

针对不同文档格式使用对应的 Loader，保留原始结构与元数据（如页码、来源路径）：

# document_processor.pyfrom langchain_community.document_loaders import PyPDFLoader, UnstructuredMarkdownLoaderdef load_document(file_path: str):ext = os.path.splitext(file_path)[1].lower()if ext == ".pdf":loader = PyPDFLoader(file_path) # 逐页加载，自动提取页码到 metadataelif ext == ".md":loader = UnstructuredMarkdownLoader(file_path) # 保留 Markdown 结构else:raise ValueError(f"不支持的文件格式: {ext}")return loader.load()

说明：

PDF 使用 PyPDFLoader，每页生成一个 Document，metadata["page"] 自动记录页码
Markdown使用UnstructuredMarkdownLoader，可保留标题层级语义
始终验证返回列表非空，避免空文档流入后续流程

1.2 递归文本切分

文本切分是影响检索质量的关键环节。使用 RecursiveCharacterTextSplitter 按语义边界（段落→句子→词）逐级尝试切分：

from langchain_text_splitters import RecursiveCharacterTextSplittersplitter = RecursiveCharacterTextSplitter(chunk_size=1000, # 每块最大字符数chunk_overlap=100, # 相邻块重叠字符数，保留上下文连续性)chunks = splitter.split_documents(docs)# 过滤纯空白块，避免噪声进入向量库chunks = [c for c in chunks if c.page_content.strip()]

关键参数权衡：

参数	偏小	偏大
chunk_size	语义不完整，上下文丢失	噪声增多，检索精度下降
chunk_overlap	块边界处信息断裂冗余数据增加	向量库膨胀

说明：

中文技术文档推荐 chunk_size=800~1200，chunk_overlap=80~150
对结构化文档（表格、列表为主）可适当降低 chunk_size
切分后务必过滤空白块，否则会引入无意义的零向量污染检索结果

二、向量化与存储

2.1 Embeddings 选型

本项目使用 text-embedding-v3 模型：

# config.pyfrom langchain_community.embeddings import DashScopeEmbeddingsdef get_embeddings():return DashScopeEmbeddings(model="text-embedding-v3",dashscope_api_key=DASHSCOPE_API_KEY,)

说明：

Embeddings 模型与 LLM 的语言偏好应保持一致（中文文档 → 中文 Embeddings）
不同 Embeddings 模型生成的向量不可混用；更换模型后必须重建整个向量库

2.2 FAISS 向量库

# vector_store.pyfrom langchain_community.vectorstores import FAISSdef create_vector_store(documents):embeddings = get_embeddings()vector_store = FAISS.from_documents(documents, embeddings)return vector_storedef get_retriever(vector_store, k=3):return vector_store.as_retriever(search_kwargs={"k": k})

FAISS 在内存中构建索引，适合中小规模知识库（万级以内文本块）。as_retriever(search_kwargs={"k": 3}) 表示每次检索返回相似度最高的 3 个文档块。

最佳实践：

k值推荐 3~5；过小会漏掉关键片段，过大则引入噪声，稀释 LLM 的注意力
生产环境中需要将向量库持久化到磁盘，避免重启后重新构建：

vector_store.save_local("faiss_index") # 保存FAISS.load_local("faiss_index", embeddings) # 加载

文档更新时，用 vector_store.add_documents(new_chunks)增量追加，而非全量重建

三、对话检索链

3.1 链的工作流程

ConversationalRetrievalChain 将多轮对话与向量检索结合，分两步执行：

用户提问 + 对话历史│▼ Step 1: 问题改写[Condense Question LLM]将追问改写为独立的完整问题│▼ Step 2: 检索 + 生成[Retriever] → 相关文档块│[QA LLM] → 最终回答

3.2 Prompt 设计

问题改写 Prompt：

_CONDENSE_QUESTION_PROMPT = PromptTemplate.from_template("""根据以下对话历史和后续问题，将后续问题改写为一个独立的问题。对话历史:{chat_history}后续问题: {question}独立问题:""")

QA 回答 Prompt：

说明：

QA Prompt 中明确禁止编造是防止幻觉的关键约束
要求 LLM 注明来源，使结果可追溯、可验证
提供明确的兜底回复（"未查询到相关信息"），避免 LLM 在无关文档中强行拼凑答案

3.3 链的组装

# qa_chain.pydef create_qa_chain(retriever):llm = get_llm()memory = ConversationBufferWindowMemory(k=5, # 保留最近 5 轮对话memory_key="chat_history",return_messages=True, # 以消息对象格式返回，兼容 Chat 模型output_key="answer", # 只将 answer 字段写入记忆，排除 source_documents)chain = ConversationalRetrievalChain.from_llm(llm=llm,retriever=retriever,memory=memory,condense_question_prompt=_CONDENSE_QUESTION_PROMPT,combine_docs_chain_kwargs={"prompt": _QA_PROMPT},return_source_documents=True, # 返回检索到的原始文档，用于来源标注)return chain

说明：

output_key="answer"配合return_source_documents=True时是必填项，否则记忆模块无法识别应写入哪个输出字段
return_messages=True使记忆以 ChatMessage对象列表返回，与 Chat 类型 LLM（如 ChatOpenAI）原生兼容；若使用文本补全模型则应设为 False
k=5控制记忆窗口；过大会使 Prompt 超过 LLM 上下文长度限制，推荐 3~8

3.4 来源标注

检索完成后，从 source_documents 中提取文件名附加在回答末尾：

def ask(chain, question: str) -> str:result = chain({"question": question}, callbacks=callbacks)answer = result["answer"]source_docs = result.get("source_documents", [])sources = set()for doc in source_docs:source = doc.metadata.get("source", "未知来源")sources.add(source)if sources:source_text = "、".join(sources)if source_text not in answer:answer += f"\n\n📄 来源: {source_text}"return answer

说明：

使用 set() 对来源去重，避免同一文件被多个 chunk 命中时重复显示
在追加来源前检查 LLM 是否已自行引用，避免重复（if source_text not in answer）

四、LLM 接入

4.1 OpenAI 兼容接口（推荐）

使用 ChatOpenAI + 自定义 base_url，可无缝接入任何兼容 OpenAI 协议的大模型（如华为云 GLM-5等）：

# config.pyfrom langchain_openai import ChatOpenAIdef get_llm():return ChatOpenAI(model=LLM_MODEL_NAME, # 如 "glm-5"api_key=LLM_API_KEY,base_url=LLM_API_BASE, # 如 "https://api.modelarts-maas.com/openai/v1")

说明：

优先使用 ChatOpenAI（Chat 模型）而非 LLM（文本补全模型），因为前者原生支持消息格式，与 ConversationalRetrievalChain 的多轮记忆机制兼容性更好
通过环境变量管理凭证，永远不要将 API Key 硬编码进源码
若需要切换模型，只需修改 .env 中的三个变量，无需改代码

五、可观测性：Langfuse 集成

5.1 为什么需要 RAG 可观测性

RAG 系统的质量问题往往难以定位，常见问题包括：

检索阶段返回了不相关文档
改写后的独立问题语义发生偏移
LLM 忽略检索结果、产生幻觉

Langfuse 通过 LangChain CallbackHandler 自动捕获链中每一步的输入输出，在 Dashboard 中可视化展示完整的 Span 树。

5.2 集成方式（Langfuse 3.x）

Langfuse 3.x 通过环境变量自动配置，只需传入 CallbackHandler：

# config.py — 环境变量自动读取 LANGFUSE_PUBLIC_KEY / SECRET_KEY / HOSTfrom langfuse.langchain import CallbackHandlerdef get_langfuse_handler():if not LANGFUSE_ENABLED:return Nonereturn CallbackHandler(update_trace=True)# qa_chain.py — 将 handler 注入 chain 调用handler = get_langfuse_handler()callbacks = [handler] if handler else Noneresult = chain({"question": question}, callbacks=callbacks)

必须在 .env 中配置：

LANGFUSE_PUBLIC_KEY=pk-lf-xxxLANGFUSE_SECRET_KEY=sk-lf-xxxLANGFUSE_HOST=http://your-langfuse-host:3000

最佳实践：

通过 LANGFUSE_ENABLED 标志（当 key 缺失时自动为 False）实现零侵入降级，不影响无 Langfuse 的部署环境
Langfuse 3.x 基于 OpenTelemetry，不需要手动调用 flush()，trace 由后台线程异步上报
update_trace=True会将链的输入/输出自动写入 trace 根节点，方便在 Dashboard 直接查看 Q&A 对

六、配置管理最佳实践

所有运行参数通过环境变量集中管理，代码中无任何硬编码值：

# config.pyload_dotenv() # 从 .env 文件加载CHUNK_SIZE = int(os.getenv("CHUNK_SIZE", "1000")) # 带默认值CHUNK_OVERLAP = int(os.getenv("CHUNK_OVERLAP", "100"))TOP_K = int(os.getenv("TOP_K", "3"))MEMORY_ROUNDS = int(os.getenv("MEMORY_ROUNDS", "5"))

完整 .env 配置示例：

# LLM（必填）LLM_API_KEY=your_api_keyLLM_API_BASE=https://api.modelarts-maas.com/openai/v1LLM_MODEL_NAME=glm-5# 嵌入向量配置# 使用 'modelarts' 表示华为云 ModelArts bge-m3 嵌入向量EMBEDDINGS_PROVIDER=modelarts# 嵌入向量 API 配置EMBEDDINGS_API_BASE=https://api.modelarts-maas.com/v1EMBEDDINGS_MODEL=bge-m3# 文档处理（可选，有默认值）CHUNK_SIZE=1000CHUNK_OVERLAP=100TOP_K=3MEMORY_ROUNDS=5# Langfuse 可观测性（可选）LANGFUSE_PUBLIC_KEY=pk-lf-xxxLANGFUSE_SECRET_KEY=sk-lf-xxxLANGFUSE_HOST=http://localhost:3000