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本笔记本介绍如何使用 langchain-weaviate 包在 LangChain 中开始使用 Weaviate 向量存储。
Weaviate 是一个开源向量数据库。它允许您存储来自您喜欢的 ML 模型的数据对象和向量嵌入,并无缝扩展到数十亿个数据对象。
要使用此集成,您需要拥有一个正在运行的 Weaviate 数据库实例。

最低版本要求

此模块需要 Weaviate 1.23.7 或更高版本。但是,我们建议您使用最新版本的 Weaviate。

连接到 Weaviate

在本笔记本中,我们假设您有一个本地运行的 Weaviate 实例,地址为 http://localhost:8080,并且端口 50051 已打开以用于 gRPC 流量。我们将通过以下方式连接 Weaviate:

其他部署选项

Weaviate 可以 以多种方式部署,例如使用 Weaviate Cloud Services (WCS)DockerKubernetes 如果您的 Weaviate 实例是通过其他方式部署的,请在此处 阅读更多 关于连接 Weaviate 的不同方法。您可以使用不同的 辅助函数创建自定义实例
注意,您需要 v4 客户端 API,它将创建一个 weaviate.WeaviateClient 对象。

身份验证

某些 Weaviate 实例(例如在 WCS 上运行的实例)启用了身份验证,例如 API 密钥和/或用户名 + 密码身份验证。 请阅读 客户端身份验证指南 以获取更多信息,以及 深入的身份验证配置页面

连接到现有集合(重用索引)

如果您已经在本地 Weaviate 实例中创建了集合,可以直接连接它:

安装

环境设置

本笔记本通过 OpenAIEmbeddings 使用 OpenAI API。我们建议获取 OpenAI API 密钥并将其导出为名为 OPENAI_API_KEY 的环境变量。 完成后,您的 OpenAI API 密钥将自动读取。如果您是环境变量新手,请在 Python os.environ 文档本指南 中了解更多。

用法

按相似度查找对象

以下是如何根据查询的相似度查找对象的示例,从数据导入到查询 Weaviate 实例。

步骤 1:数据导入

首先,我们将通过加载和分块长文本文件的内容来创建要添加到 Weaviate 的数据。
现在,我们可以导入数据。 为此,连接到 Weaviate 实例并使用生成的 weaviate_client 对象。例如,我们可以如下所示导入文档:

步骤 2:执行搜索

我们现在可以执行相似度搜索。这将返回与查询文本最相似的文档,基于存储在 Weaviate 中的嵌入和从查询文本生成的等效嵌入。
您还可以添加过滤器,根据过滤条件包含或排除结果。(参见 更多过滤器示例。)
也可以提供 k,这是要返回的结果数量的上限。

量化结果相似度

您可以选择检索相关性“分数”。这是一个相对分数,表示特定搜索结果在搜索结果池中的好坏程度。 请注意,这是相对分数,意味着不应将其用于确定相关性的阈值。但是,它可以用于在整个搜索结果集中比较不同搜索结果的相关性。

搜索机制

similarity_search 使用 Weaviate 的 混合搜索 混合搜索结合向量和关键词搜索,其中 alpha 是向量搜索的权重。similarity_search 函数允许您作为 kwargs 传递额外参数。有关可用参数,请参阅此 参考文档 您可以通过添加 alpha=0 执行纯关键词搜索,如下所示:

持久性

通过 langchain-weaviate 添加的任何数据将根据其配置在 Weaviate 中持久化。 例如,WCS 实例配置为无限期持久化数据,Docker 实例可以设置为在卷中持久化数据。阅读更多关于 Weaviate 的持久性 的信息。

多租户

多租户 允许您在单个 Weaviate 实例中拥有大量隔离的数据集合,具有相同的集合配置。这对于多用户环境非常有用,例如构建 SaaS 应用程序,其中每个最终用户都将拥有自己隔离的数据集合。 要使用多租户,向量存储需要知道 tenant 参数。 添加任何数据时,提供 tenant 参数,如下所示。
在执行查询时,也提供 tenant 参数。

检索器选项

Weaviate 也可用作检索器

最大边际相关性搜索 (MMR)

除了在使用检索器对象中使用相似度搜索外,您还可以使用 mmr

与 LangChain 配合使用

大型语言模型 (LLM) 的一个已知限制是其训练数据可能过时,或不包含您所需的特定领域知识。 查看下面的示例:
向量存储通过提供一种存储和检索相关信息的方式来补充 LLM。这使您能够结合 LLM 和向量存储的优势,通过使用 LLM 的推理和语言能力与向量存储检索相关信息的能力。 结合 LLM 和向量存储的两个知名应用是:
  • 问答
  • 检索增强生成 (RAG)

带来源的问答

LangChain 中的问答可以通过使用向量存储来增强。让我们看看如何实现这一点。 本节使用 RetrievalQAWithSourcesChain,它执行从索引中查找文档的操作。 首先,我们将再次对文本进行分块并将它们导入到 Weaviate 向量存储中。
现在我们可以构建链,指定检索器:
并运行链,提出问题:

检索增强生成

结合 LLM 和向量存储的另一个非常流行的应用是检索增强生成 (RAG)。这是一种使用检索器从向量存储中查找相关信息,然后使用 LLM 基于检索到的数据和提示提供输出的技术。 我们从类似的设置开始:
我们需要为 RAG 模型构建一个模板,以便检索到的信息将填充到模板中。
运行单元格后,我们得到非常相似的输出。
请注意,由于模板由您构建,因此您可以根据需要进行自定义。

总结与资源

Weaviate 是一个可扩展、生产就绪的向量存储。 此集成允许 Weaviate 与 LangChain 一起使用,通过强大的数据存储增强大型语言模型的功能。其可扩展性和生产就绪性使其成为 LangChain 应用程序向量存储的绝佳选择,并将减少您的生产时间。