langchain(1):使用LangChain 调用 openai 的 text/chat model

重要参考

langchain 中文网
langchain api
openai api 文档
huggingface

LangChain 是一个全方位的、基于大语言模型这种预测能力的应用开发工具，它的灵活性和模块化特性使得处理语言模型变得极其简便。不论你在何时何地，都能利用它流畅地调用语言模型，并基于语言模型的“预测”或者说“推理”能力开发新的应用。
LangChain 本质上就是对各种大模型提供的 API 的套壳，是为了方便我们使用这些 API，搭建起来的一些框架、模块和接口。
因此，要了解 LangChain 的底层逻辑，需要了解大模型的 API 的基本设计思路。而目前接口最完备的、同时也是最强大的大语言模型，当然是 OpenAI 提供的 GPT 家族模型。

OPENAI API

由于 LangChain 需要调用大模型的API，这里以 openai 为主要大模型api进行介绍。

• Chat Model，聊天模型，用于产生人类和 AI 之间的对话，代表模型当然是 gpt-3.5-turbo（也就是 ChatGPT）和 GPT-4。当然，OpenAI 还提供其它的版本，gpt-3.5-turbo-0613 代表 ChatGPT 在 2023 年 6 月 13 号的一个快照，而 gpt-3.5-turbo-16k 则代表这个模型可以接收 16K 长度的 Token，而不是通常的 4K。（注意了，gpt-3.5-turbo-16k 并未开放给我们使用，而且你传输的字节越多，花钱也越多）
• Text Model，文本模型，在 ChatGPT 出来之前，大家都使用这种模型的 API 来调用 GPT-3，文本模型的代表作是 text-davinci-003（基于 GPT3）。而在这个模型家族中，也有专门训练出来做文本嵌入的 text-embedding-ada-002，也有专门做相似度比较的模型，如 text-similarity-curie-001。上面这两种模型，提供的功能类似，都是接收对话输入（input，也叫 prompt），返回回答文本（output，也叫 response）。但是，它们的调用方式和要求的输入格式是有区别的，

调用 Text 模型

import openairesponse = openai.Completion.create(model="text-davinci-003",temperature=0.5,max_tokens=100,prompt="请给我的花店起个名")
print(response.choices[0].text.strip())

在使用 OpenAI 的文本生成模型时，你可以通过一些参数来控制输出的内容和样式。这里总结为了一些常见的参数。

当你调用 OpenAI 的 Completion.create 方法时，它会返回一个响应对象，该对象包含了模型生成的输出和其他一些信息。这个响应对象是一个字典结构，包含了多个字段。在使用 Text 模型（如 text-davinci-003）的情况下，响应对象的主要字段包括：

choices 字段是一个列表，因为在某些情况下，你可以要求模型生成多个可能的输出。每个选择都是一个字典，其中包含以下字段：text：模型生成的文本。finish_reason：模型停止生成的原因，可能的值包括 stop（遇到了停止标记）、length（达到了最大长度）或 temperature（根据设定的温度参数决定停止）。所以，response.choices[0].text.strip() 这行代码的含义是：从响应中获取第一个（如果在调用大模型时，没有指定 n 参数，那么就只有唯一的一个响应）选择，然后获取该选择的文本，并移除其前后的空白字符。这通常是你想要的模型的输出。

调用 Chat 模型

整体流程上，Chat 模型和 Text 模型的调用是完全一样的，只是输入（prompt）和输出（response）的数据格式有所不同。

response = openai.ChatCompletion.create(model="gpt-4",messages=[{"role": "system", "content": "You are a creative AI."},{"role": "user", "content": "请给我的花店起个名"},],temperature=0.8,max_tokens=60
)
print(response['choices'][0]['message']['content'])

这段代码中，除去刚才已经介绍过的 temperature、max_tokens 等参数之外，有两个专属于 Chat 模型的概念，一个是消息，一个是角色！

消息

消息就是传入模型的提示。此处的 messages 参数是一个列表，包含了多个消息。每个消息都有一个 role（可以是 system、user 或 assistant）和 content（消息的内容）。系统消息设定了对话的背景（你是一个很棒的智能助手），然后用户消息提出了具体请求（请给我的花店起个名）。模型的任务是基于这些消息来生成回复。

角色

在 OpenAI 的 Chat 模型中，system、user 和 assistant 都是消息的角色。每一种角色都有不同的含义和作用。

• system：系统消息主要用于设定对话的背景或上下文。这可以帮助模型理解它在对话中的角色和任务。例如，你可以通过系统消息来设定一个场景，让模型知道它是在扮演一个医生、律师或者一个知识丰富的 AI 助手。系统消息通常在对话开始时给出。
• user：用户消息是从用户或人类角色发出的。它们通常包含了用户想要模型回答或完成的请求。用户消息可以是一个问题、一段话，或者任何其他用户希望模型响应的内容。
• assistant：助手消息是模型的回复。例如，在你使用 API 发送多轮对话中新的对话请求时，可以通过助手消息提供先前对话的上下文。然而，请注意在对话的最后一条消息应始终为用户消息，因为模型总是要回应最后这条用户消息。

在使用 Chat 模型生成内容后，返回的响应，也就是 response 会包含一个或多个 choices，每个 choices 都包含一个 message。每个 message 也都包含一个 role 和 content。role 可以是 system、user 或 assistant，表示该消息的发送者，content 则包含了消息的实际内容。

{'id': 'chatcmpl-2nZI6v1cW9E3Jg4w2Xtoql0M3XHfH','object': 'chat.completion','created': 1677649420,'model': 'gpt-4','usage': {'prompt_tokens': 56, 'completion_tokens': 31, 'total_tokens': 87},'choices': [{'message': {'role': 'assistant','content': '你的花店可以叫做"花香四溢"。'},'finish_reason': 'stop','index': 0}]
}

这就是 response 的基本结构，其实它和 Text 模型返回的响应结构也是很相似，只是 choices 字段中的 Text 换成了 Message。你可以通过解析这个对象来获取你需要的信息。例如，要获取模型的回复，可使用 response[‘choices’][0][‘message’][‘content’]。

Chat 模型 vs Text 模型

Chat 模型和 Text 模型都有各自的优点，其适用性取决于具体的应用场景。相较于 Text 模型，Chat 模型的设计更适合处理对话或者多轮次交互的情况。这是因为它可以接受一个消息列表作为输入，而不仅仅是一个字符串。这个消息列表可以包含 system、user 和 assistant 的历史信息，从而在处理交互式对话时提供更多的上下文信息。
这种设计的主要优点包括：

• 对话历史的管理：通过使用 Chat 模型，你可以更方便地管理对话的历史，并在需要时向模型提供这些历史信息。例如，你可以将过去的用户输入和模型的回复都包含在消息列表中，这样模型在生成新的回复时就可以考虑到这些历史信息。
• 角色模拟：通过 system 角色，你可以设定对话的背景，给模型提供额外的指导信息，从而更好地控制输出的结果。

当然在 Text 模型中，你在提示中也可以为 AI 设定角色，作为输入的一部分。然而，对于简单的单轮文本生成任务，使用 Text 模型可能会更简单、更直接。例如，如果你只需要模型根据一个简单的提示生成一段文本，那么 Text 模型可能更适合。从上面的结果看，Chat 模型给我们输出的文本更完善，是一句完整的话，而 Text 模型输出的是几个名字。这是因为 ChatGPT 经过了对齐（基于人类反馈的强化学习），输出的答案更像是真实聊天场景。

通过 LangChain 调用 Text 和 Chat 模型

调用 text 模型

import os
os.environ["OPENAI_API_KEY"] = '你的Open API Key'
from langchain.llms import OpenAI
llm = OpenAI(  model="text-davinci-003",temperature=0.8,max_tokens=60,)
response = llm.predict("请给我的花店起个名")
print(response)

这只是一个对 OpenAI API 的简单封装：先导入 LangChain 的 OpenAI 类，创建一个 LLM（大语言模型）对象，指定使用的模型和一些生成参数。使用创建的 LLM 对象和消息列表调用 OpenAI 类的 call 方法，进行文本生成。生成的结果被存储在 response 变量中。没有什么需要特别解释之处。

调用 chat 模型

import os
os.environ["OPENAI_API_KEY"] = '你的Open API Key'
from langchain.chat_models import ChatOpenAI
chat = ChatOpenAI(model="gpt-4",temperature=0.8,max_tokens=60)
from langchain.schema import (HumanMessage,SystemMessage
)
messages = [SystemMessage(content="你是一个很棒的智能助手"),HumanMessage(content="请给我的花店起个名")
]
response = chat(messages)
print(response)

这段代码也不难理解，主要是通过导入 LangChain 的 ChatOpenAI 类，创建一个 Chat 模型对象，指定使用的模型和一些生成参数。然后从 LangChain 的 schema 模块中导入 LangChain 的 SystemMessage 和 HumanMessage 类，创建一个消息列表。消息列表中包含了一个系统消息和一个人类消息。你已经知道系统消息通常用来设置一些上下文或者指导 AI 的行为，人类消息则是要求 AI 回应的内容。之后，使用创建的 chat 对象和消息列表调用 ChatOpenAI 类的 call 方法，进行文本生成。生成的结果被存储在 response 变量中。

另外，无论是 langchain.llms 中的 OpenAI（Text 模型），还是 langchain.chat_models 中的 ChatOpenAI 中的 ChatOpenAI（Chat 模型），其返回的结果 response 变量的结构，都比直接调用 OpenAI API 来得简单一些。这是因为，LangChain 已经对大语言模型的 output 进行了解析，只保留了响应中最重要的文字部分。