1. IRIS RAG Demo
这是 IRIS 与 RAG（检索增强生成）示例的一个简单演示。
后端是使用 IRIS 和 IoP用 Python 编写的，LLM 模型是 orca-mini 并由 ollama 服务器提供。
前端是用 Streamlit 编写的聊天机器人。
- IRIS RAG 演示](#1-iris-rag-demo)
- 1.1. 什么是 RAG](#11-what-is-rag)
- 1.2. 如何工作？
- 1.3. 安装演示](#13-installation-the-demo)
- 1.4. 使用方法
- 1.5. 演示如何运行](#15-演示如何运行)
- [1.5.1. 前端]（#151-前端）
- 1.5.2. 后台
- [1.5.2.1. 业务服务]（#1521-业务服务）
- [1.5.2.2. 业务流程]（#1522-业务流程）
- [1.5.2.3. LLM 操作]（#1523-the-llm-operation）
- 1.5.2.4. 矢量操作](#1524-the-vector-operation)
- 1.6. 一般性说明](#16-一般性说明)
1.1. 什么是 RAG？
RAG 是 Retrieval Augmented Generation（检索增强生成）的缩写，它带来了使用带有知识库的 LLM 模型（GPT-3.5/4、Mistral、Orca 等）的能力。
为什么它很重要？ 因为它允许使用知识库来回答问题，并使用 LLM 来生成答案。
例如，如果你直接向 LLM 询问**"grongier.pex 模块是什么？"**，它将无法回答，因为它不知道这个模块是什么（也许你也不知道🤪）。
但是，如果你向 RAG 提出同样的问题，它就能回答，因为它会使用知识库，知道 grongier.pex 模块是什么，从而找到答案。
既然你已经知道什么是 RAG，那就让我们来看看它是如何工作的。
1.2. 它是如何工作的？
首先，我们需要了解 LLMS 的工作原理。LLMS 经过训练，可以根据前一个单词预测下一个单词。因此，如果你给它一个句子，它就会尝试预测下一个词，以此类推。很简单吧？
要与 LLM 交互，通常需要给它一个提示，它就会生成句子的其余部分。例如，如果你给它一个提示 "什么是 grongier.pex 模块？
很抱歉，我对您提到的 Pex 模块并不熟悉。能否请您提供有关它的更多信息或上下文？
好的，不出所料，它不知道什么是 grongier.pex 模块。但如果我们给它一个包含答案的提示呢？例如，如果我们提示``什么是 grongier.pex 模块？它是一个可以让你做 X、Y 和 Z 的模块。`"，它就会生成剩下的句子，看起来就像这样：
grongier.pex 模块是一个可以让你执行 X、Y 和 Z 的模块。
好了，现在它知道什么是 grongier.pex 模块了。
但如果我们不知道 grongier.pex 模块是什么呢？我们怎样才能给它一个包含答案的提示呢？
这就需要知识库了。
RAG 的整个思路是使用知识库找到上下文，然后使用 LLM 生成答案。
为了找到上下文，RAG 将使用一个**知识库。
1.3.安装演示
只需克隆存储库并运行“docker-compose up”命令即可。
git clone https://github.com/grongierisc/iris-rag-demo
cd iris-rag-demo
docker-compose up
⚠️ 一切都是本地的，没有任何东西发送到云端，所以请耐心等待，可能需要几分钟才能开始。
1.4.用法
演示开始后，您可以在 http://localhost:8051 访问前端。
![Frontend]（https://github.com/grongierisc/iris-rag-demo/blob/master/misc/iris_chat.png?raw=true）
你可以提出有关「综合注册资讯系统」的问题，例如：
![Question]（https://github.com/grongierisc/iris-rag-demo/blob/master/misc/without_rag.png?raw=true）
正如你所看到的，答案不是很好，因为 LLM 不知道什么是 grongier.pex 模块。
现在，让我们尝试使用 RAG：
上传“grongier.pex”模块文档，它位于“docs”文件夹中，文件“grongier.pex.md”。
并问同样的问题：
![Question]（https://github.com/grongierisc/iris-rag-demo/blob/master/misc/with_rag.png?raw=true）
正如你所看到的，答案要好得多，因为 LLM 现在知道什么是 grongier.pex 模块。
您可以在日志中看到详细信息：
转到管理门户， http://localhost:53795/csp/irisapp/EnsPortal.ProductionConfig.zen?$NAMESPACE=IRISAPP&$NAMESPACE=IRISAPP&，然后单击“消息”选项卡。
首先，您将看到发送到 RAG 进程的消息：
![Message]（https://github.com/grongierisc/iris-rag-demo/blob/master/misc/trace_query.png?raw=true）
然后是知识库（向量数据库）中的搜索查询：
![Message]（https://github.com/grongierisc/iris-rag-demo/blob/master/misc/trace_result_vector.png?raw=true）
最后，发送给 LLM 的新提示：
![Message]（https://github.com/grongierisc/iris-rag-demo/blob/master/misc/trace_new_query.png?raw=true）
1.5.这个Demo如何工作？
该演示由 3 个部分组成：
- 前端，用 Streamlit 编写
- 后端，用 Python 和 IRIS 编写
- 知识库 Chroma 向量数据库
- LLM，Orca-mini，由 Ollama 服务器提供服务
1.5.1.前端
前端是用 Streamlit 编写的，它是一个简单的聊天机器人，可让您提出问题。
这里没什么花哨的，只是一个简单的聊天机器人。
import os
import tempfile
import time
import streamlit as st
from streamlit_chat import message
from grongier.pex import Director
_service = Director.create_python_business_service("ChatService")
st.set_page_config(page_title="ChatIRIS")
def display_messages():
st.subheader("Chat")
for i, (msg, is_user) in enumerate(st.session_state["messages"]):
message(msg, is_user=is_user, key=str(i))
def process_input():
if st.session_state["user_input"] and len(st.session_state["user_input"].strip()) > 0:
user_text = st.session_state["user_input"].strip()
with st.spinner(f"Thinking about {user_text}"):
rag_enabled = False
if len(st.session_state["file_uploader"]) > 0:
rag_enabled = True
time.sleep(1) # help the spinner to show up
agent_text = _service.ask(user_text, rag_enabled)
st.session_state["messages"].append((user_text, True))
st.session_state["messages"].append((agent_text, False))
def read_and_save_file():
for file in st.session_state["file_uploader"]:
with tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False,suffix=f".{file.name.split('.')[-1]}") as tf:
tf.write(file.getbuffer())
file_path = tf.name
with st.spinner(f"Ingesting {file.name}"):
_service.ingest(file_path)
os.remove(file_path)
if len(st.session_state["file_uploader"]) > 0:
st.session_state["messages"].append(
("File(s) successfully ingested", False)
)
if len(st.session_state["file_uploader"]) == 0:
_service.clear()
st.session_state["messages"].append(
("Clearing all data", False)
)
def page():
if len(st.session_state) == 0:
st.session_state["messages"] = []
_service.clear()
st.header("ChatIRIS")
st.subheader("Upload a document")
st.file_uploader(
"Upload document",
type=["pdf", "md", "txt"],
key="file_uploader",
on_change=read_and_save_file,
label_visibility="collapsed",
accept_multiple_files=True,
)
display_messages()
st.text_input("Message", key="user_input", on_change=process_input)
if __name__ == "__main__":
page()
💡 我只是在用 :
_service = Director.create_python_business_service("ChatService")
来创建一个前后端之间的绑定.
ChatService 只是互操作性生产中的简单业务服务BS。
1.5.2.后端
后端是用 Python 和 IRIS 编写的。
它由3个部分组成：
1.5.2.1.业务服务BS
业务服务是一个简单的业务服务，它允许：
from grongier.pex import BusinessService
from rag.msg import ChatRequest, ChatClearRequest, FileIngestionRequest
class ChatService(BusinessService):
def on_init(self):
if not hasattr(self, "target_chat"):
self.target_chat = "ChatProcess"
if not hasattr(self, "target_vector"):
self.target_vector = "VectorOperation"
def ingest(self, file_path: str):
# build message
msg = FileIngestionRequest(file_path=file_path)
# send message
self.send_request_sync(self.target_vector, msg)
def ask(self, query: str, rag: bool = False):
# build message
msg = ChatRequest(query=query)
# send message
response = self.send_request_sync(self.target_chat, msg)
# return response
return response.response
def clear(self):
# build message
msg = ChatClearRequest()
# send message
self.send_request_sync(self.target_vector, msg)
基本上，它只是操作和过程之间的传递。
1.5.2.2.业务流程
业务流程是一个简单的过程，允许在需要时搜索知识库。
from grongier.pex import BusinessProcess
from rag.msg import ChatRequest, ChatResponse, VectorSearchRequest
class ChatProcess(BusinessProcess):
"""
the aim of this process is to generate a prompt from a query
if the vector similarity search returns a document, then we use the document's content as the prompt
if the vector similarity search returns nothing, then we use the query as the prompt
"""
def on_init(self):
if not hasattr(self, "target_vector"):
self.target_vector = "VectorOperation"
if not hasattr(self, "target_chat"):
self.target_chat = "ChatOperation"
# prompt template
self.prompt_template = "Given the context: \n {context} \n Answer the question: {question}"
def ask(self, request: ChatRequest):
query = request.query
prompt = ""
# build message
msg = VectorSearchRequest(query=query)
# send message
response = self.send_request_sync(self.target_vector, msg)
# if we have a response, then use the first document's content as the prompt
if response.docs:
# add each document's content to the context
context = "\n".join([doc['page_content'] for doc in response.docs])
# build the prompt
prompt = self.prompt_template.format(context=context, question=query)
else:
# use the query as the prompt
prompt = query
# build message
msg = ChatRequest(query=prompt)
# send message
response = self.send_request_sync(self.target_chat, msg)
# return response
return response
这真的很简单，它只是向知识库发送一条消息来搜索文档。
如果 知识库 返回文档，则会使用文档内容作为提示，否则会使用查询作为提示。
1.5.2.3.LLM 操作
LLM 操作是一个简单的操作，可以生成答案。
class ChatOperation(BusinessOperation):
def __init__(self):
self.model = None
def on_init(self):
self.model = Ollama(base_url="http://ollama:11434",model="orca-mini")
def ask(self, request: ChatRequest):
return ChatResponse(response=self.model(request.query))
这一步也很简单，它只是向 LLM 发送一条消息来生成答案。
1.5.2.4.Vector 操作
向量操作是一个简单的操作，允许摄取文档、搜索文档和清除向量数据库。
class VectorOperation(BusinessOperation):
def __init__(self):
self.text_splitter = None
self.vector_store = None
def on_init(self):
self.text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(chunk_size=1024, chunk_overlap=100)
self.vector_store = Chroma(persist_directory="vector",embedding_function=FastEmbedEmbeddings())
def ingest(self, request: FileIngestionRequest):
file_path = request.file_path
file_type = self._get_file_type(file_path)
if file_type == "pdf":
self._ingest_pdf(file_path)
elif file_type == "markdown":
self._ingest_markdown(file_path)
elif file_type == "text":
self._ingest_text(file_path)
else:
raise Exception(f"Unknown file type: {file_type}")
def clear(self, request: ChatClearRequest):
self.on_tear_down()
def similar(self, request: VectorSearchRequest):
# do a similarity search
docs = self.vector_store.similarity_search(request.query)
# return the response
return VectorSearchResponse(docs=docs)
def on_tear_down(self):
docs = self.vector_store.get()
for id in docs['ids']:
self.vector_store.delete(id)
def _get_file_type(self, file_path: str):
if file_path.lower().endswith(".pdf"):
return "pdf"
elif file_path.lower().endswith(".md"):
return "markdown"
elif file_path.lower().endswith(".txt"):
return "text"
else:
return "unknown"
def _store_chunks(self, chunks):
ids = [str(uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_DNS, doc.page_content)) for doc in chunks]
unique_ids = list(set(ids))
self.vector_store.add_documents(chunks, ids = unique_ids)
def _ingest_text(self, file_path: str):
docs = TextLoader(file_path).load()
chunks = self.text_splitter.split_documents(docs)
chunks = filter_complex_metadata(chunks)
self._store_chunks(chunks)
def _ingest_pdf(self, file_path: str):
docs = PyPDFLoader(file_path=file_path).load()
chunks = self.text_splitter.split_documents(docs)
chunks = filter_complex_metadata(chunks)
self._store_chunks(chunks)
def _ingest_markdown(self, file_path: str):
# Document loader
docs = TextLoader(file_path).load()
# MD splits
headers_to_split_on = [
("#", "Header 1"),
("##", "Header 2"),
]
markdown_splitter = MarkdownHeaderTextSplitter(headers_to_split_on=headers_to_split_on)
md_header_splits = markdown_splitter.split_text(docs[0].page_content)
# Split
chunks = self.text_splitter.split_documents(md_header_splits)
chunks = filter_complex_metadata(chunks)
self._store_chunks(chunks)
如果文档太大，那么向量数据库将无法存储它们，因此我们需要将它们拆分为块。
如果文档是 PDF，那么我们将使用“PyPDFLoader”来加载 PDF，否则我们将使用“TextLoader”来加载文档。
然后，我们将使用“RecursiveCharacterTextSplitter”将文档拆分为块。
最后，我们将块存储到向量数据库中。
如果文档是 Markdown，那么我们将使用“MarkdownHeaderTextSplitter”将文档拆分为块。我们还使用标题将文档拆分为块。
1.6.A. 总 论
所有这些都可以通过“langchains”来完成，但我想向你展示如何使用互操作性框架来做到这一点。并让每个人都更容易理解它是如何工作的。
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