AI 应用开发入门：从 LLM 基础到 LangChain 实战----《Hello LangChain LangGraph!》(1)

一、AI 应用开发基础认知

1.1 学习 AI 应用开发的正确姿势

保质期较短的部分：对特定框架（LangChain、LlamaIndex）的 API 熟悉程度——这些抽象层迭代很快，今天背的 API 明天可能就 deprecated 了。长线资产的部分：一是对系统设计的理解（怎么拆服务、怎么隔离状态、怎么处理异常）；二是后端底层的工程能力，尤其是在做高性能检索、协议处理时不会被语言限制住；三是对 AI 系统评估的认知——不管框架怎么变，怎么判断一个 RAG 系统"好不好"这件事不会过时。

1.2 大语言模型（LLM）基础

什么是大语言模型:

大语言模型（Large Language Model, LLM）是指基于大规模神经网络（参数规模通常达数十亿至万亿级别，例如 GPT-3 包含 1750 亿参数），通过自监督或半监督方式，对海量文本进行训练的语言模型。

1.3 提示词工程入门

关于提示词的编写技巧:

1.采用CO-STAR结构化框架:

模块	说明	示例
Context	任务背景与上下文	“你是电商客服，需解答用户关于 iPhone 17 的咨询，知识库包含最新价格和库存”
Objective	核心目标	“准确回答价格、发货时间，推荐适配配件”
Steps	执行步骤	“1. 识别用户问题类型；2. 检索知识库；3. 用亲切语气整理回复”
Tone	语言风格	“口语化，避免专业术语，使用‘亲～’‘呢’等语气词”
Audience	目标用户	“20-35 岁年轻消费者，对价格敏感，关注性价比”
Response	输出格式	“价格：XXX 元 \n 库存：XXX 件 \n 推荐配件：XXX（链接）”

2.采用少样本或者多示例提示:

先喂 1-5 个示例答案，让它照着例子的格式、语气、逻辑，来回答新问题

3.思维链提示:

也就是给出示例以及它的推导过程给ai，然后再让ai回答新问题

4.自动推理与零样本链式思考:

通过指令 “请一步步进行推理并得出结论”，强制 AI 在给出答案前先进行内部推理

5.自我批判与迭代:

要求ai在生成答案后，从特定角度对自己的答案进行审查和优化

1.4 LLM 的接入方式

LLM的接入方式:

常见的原生 LLM（不经过第三方平台或复杂的代理层，直接与大语言模型提供方进行交互的方法）接入方式有三种：

【API 远程调用】【开源模型本地部署】和【SDK 和官方客户端】

1.API远程调用:

注册账号并获取 API Key：在模型提供商的平台上注册，获得用于身份验证的密钥。(api key一般获取之后配置在环境变量里面，以此来保证api key的隐私性)

查阅 API 文档：了解请求的端点、参数（如模型名称、提示词、温度、最大生成长度等）和返回的数据格式。

构建 HTTP 请求：在你的代码中，使用 HTTP 客户端库（如 Python 的requests）构建一个包含 API Key（通常在 Header 中）和请求体（JSON 格式，包含你的提示和参数）的请求。

发送请求并处理响应：将请求发送到提供商指定的 API 地址，然后解析返回的 JSON 数据，提取生成的文本。

2.开源模型本地部署:

将下载模型的文件（权重和配置文件），使用专门的推理框架在本地服务器或 GPU 上加载并运行模型，然后通过类似 API 的方式进行交互

–注意:模型的参数量级越多 → 模型 “知识量” 越大 → 处理复杂任务的能力越强，硬件需求也越高

3.SDK和官方客户端库:

这属于是对第一种 API 接入的封装和简化。模型提供商通常会发布官方编程语言 SDK，为我们封装好了底层的 HTTP 请求细节，提供一个更符合编程习惯的、语言特定的函数库

1.5 嵌入模型（Embedding）详解

关于嵌入模型（也叫表示型模型）:

ai里两个完全不同的模型:生成式模型和表示型模型

生成式模型就是给一段文本，它会给出答案

表示型模型就是给一段文本，它会为输入文本生成一个最佳的富含语义的数值表示

–由于文本经由嵌入模型生成了向量，所以可以用数学来度量语义:

1.欧式距离:直线距离越短，相似度越高

2.余弦相似度(这个更常用):方向代表含义，长度代表语义的信息量强度

–这俩的维度越高，能捕捉的语义的复杂度就越强

嵌入模型的应用场景:

1.根据语句进行搜索(不是关键词搜索)

2.检索增强生成(RAG)：嵌入模型主要负责里面的检索部分

3.个性化推荐

嵌入模型的接入方式:

1.API接入:

注册账号并获取 API Key：在对应的云服务平台（如 OpenAI Platform, Google AI Studio/Vertex AI）上注册账号，获取用于身份验证的 API Key。

安装 SDK 或构造 HTTP 请求：使用官方提供的 SDK（如openai,google-generativeai）或直接构造 HTTP 请求。

调用 API 并处理响应：发送文本，接收返回的 JSON 格式的向量数据。

2.本地部署:

环境准备：准备一台有足够 GPU 显存的服务器（对于 Qwen3-Embedding-8B，需要至少 16GB 以上显存）。

模型下载：从 Hugging Face 等模型仓库下载模型权重文件和配置文件。

代码集成：使用像transformers这样的库来加载模型并进行推理。

这俩个网站里面找ai模型很不错:

https://huggingface.co/(国外的)

https://www.modelscope.cn/home(国内的)

ai编程范式(vibe coding氛围编程):

现在属于是无需手动写代码，跟ai聊天就能完成了；现在身份更像代码的审核者和提示词开发者

–但是ai帮忙生成的复杂的应用的话大概率只是能用，而不是优秀

–而且ai生成代码对上下文长度的记忆很差劲，以及会有幻觉问题(这个问题最大)和它的训练数据有截止日期，而且ai写代码没有安全意识

所以现在ai开发框架是新的战略高地

–py生态搞ai应用开发是主流，然后业务层用其他的语言这样来构成混合架构去使用较为常见

关于模型的参数规模:

eg：deepseek-r1:7b这个7b指的是70亿参数；参数越多，模型的能力通常越强，但是对电脑配置的要求会更高

二、LangChain 开发框架

六大使用原生LLM的场景问题:

1.幻觉问题:大模型会编造不存在的事实或错误信息 --用RAG或者智能体(比如豆包)可以减轻这种问题

2.统一提示词问题:需要手动唯一和统一管理提示词

3.多模型切换问题:每个模型的接入方式不统一，切换起来很麻烦

4.结构化数据输出问题:它不会提供结构化的数据，但是开发环境下需要结构化的数据

5.实时信息获取问题:大模型的训练数据存在截止日期，无法获取最新信息 --可以通过搜索引擎工具解决

6.对于专业知识的可靠性不够

Langchain的话可以解决上述所有的问题

Langchain是一个把零散的大模型、嵌入模型、向量库、文档工具打包在一起，进行快速搭建稳定、可用的 AI 应用的东西

Langchain的设计精髓就是以链式的方式整合多个组件，无需各个组件各自完成其功能，而是一次性执行这个链上的所有流程

Langchain框架提供了一系列标准化的模块与接口，主要包括以下方面:

1.统一的模型调用接口 2.灵活的提示词管理 3.可组合的任务链 4.上下文记忆机制 5.检索与向量存储集成

Langchain框架的局限性:

1.链式流程是单向的，有一步失败就会全链终止重头再来

2.流程非常僵化，没法动态调整

3.需要手动维护系统状态–Langchain不会去关注上下文+不会去记录执行过程的中间结果

4.在过程中想要进行人工干预很困难

–所以后来就推出了LangGraph

LangGraph是图结构的

eg:

但是LangGraph 并不是要取代 LangChain，而是对 LangChain 的扩展和补充。LangGraph 底层大量复用了 LangChain 的组件（如模型接口、工具、记忆等），开发者可以在 LangGraph 的节点中直接使用 LangChain 的链或代理作为子流程。因此，LangGraph 与 LangChain 是互补关系

2.1 LangChain 软件包安装

主langchain包的安装:pip install langchain

关于langchain-core包:大部分情况下langchain会自动安装；只有特殊场景才需要手动安装pip install langchain-core(LangChain生态里几乎所有包都必须依赖langchain-core这个底层核心包)

关于LangSmith SDK(这个包不依赖于langchain-core):这个也是由langchain自动安装

关于langchain-community包:LangChain 把它支持的所有第三方工具 / 模型 / 数据库，都拆分成了独立的「专属包」，还没来得及拆分的那些，就暂时都放在 langchain-community 这个 “大杂烩” 包里了

–需要手动安装:pip install langchain-community

关于langgraph包:是一个库，用于使用LLM构建有状态的应用程序

–需要手动安装:pip install langgraph

Integrations集成包:Langchain中集成好的包可以去找里面找:LangChain Python integrations - Docs by LangChain

–对于所需的依赖项，需要单独进行安装

2.2 使用 LangSmith 跟踪 LLM 应用

使用 LangChain 构建的许多应用程序，可能会包含多个步骤和多次的 LLM 调用。随着这些应用程序变得越来越复杂，作为开发者，我们能够检查链或代理内部到底发生了什么变得至关重要。最好的方法是使用 LangSmith

LangSmith 与框架无关，它可以与 langchain 和 langgraph 一起使用，也可以不使用

平台地址:LangSmith