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Langchain-Chatchat (formerly langchain-ChatGLM), local knowledge based LLM (like ChatGLM) QA app with langchain | 基于 Langchain 与 ChatGLM 等语言模型的本地知识库问答

Primary LanguagePythonApache License 2.0Apache-2.0

LangChain-Chatchat (原 Langchain-ChatGLM): 基于 Langchain 与 ChatGLM 等大语言模型的本地知识库问答应用实现。

目录


介绍

🤖️ 一种利用 langchain **实现的基于本地知识库的问答应用,目标期望建立一套对中文场景与开源模型支持友好、可离线运行的知识库问答解决方案。

💡 受 GanymedeNil 的项目 document.aiAlexZhangji 创建的 ChatGLM-6B Pull Request 启发,建立了全流程可使用开源模型实现的本地知识库问答应用。本项目的最新版本中通过使用 FastChat 接入 Vicuna, Alpaca, LLaMA, Koala, RWKV 等模型,依托于 langchain 框架支持通过基于 FastAPI 提供的 API 调用服务,或使用基于 Streamlit 的 WebUI 进行操作。

✅ 依托于本项目支持的开源 LLM 与 Embedding 模型,本项目可实现全部使用开源模型离线私有部署。与此同时,本项目也支持 OpenAI GPT API 的调用,并将在后续持续扩充对各类模型及模型 API 的接入。

⛓️ 本项目实现原理如下图所示,过程包括加载文件 -> 读取文本 -> 文本分割 -> 文本向量化 -> 问句向量化 -> 在文本向量中匹配出与问句向量最相似的 top k个 -> 匹配出的文本作为上下文和问题一起添加到 prompt中 -> 提交给 LLM生成回答。

📺 原理介绍视频

实现原理图

从文档处理角度来看,实现流程如下:

实现原理图2

🚩 本项目未涉及微调、训练过程,但可利用微调或训练对本项目效果进行优化。

🌐 AutoDL 镜像v5 版本所使用代码已更新至本项目 0.2.0 版本。

🐳 Docker 镜像

💻 一行命令运行 Docker:

docker run -d --gpus all -p 80:8501 registry.cn-beijing.aliyuncs.com/chatchat/chatchat:0.2.0

变更日志

参见 版本更新日志

0.1.x 升级过来的用户请注意,需要按照开发部署过程操作,将现有知识库迁移到新格式,具体见知识库初始化与迁移

0.2.0 版本与 0.1.x 版本区别

  1. 使用 FastChat 提供开源 LLM 模型的 API,以 OpenAI API 接口形式接入,提升 LLM 模型加载效果;
  2. 使用 langchain 中已有 Chain 的实现,便于后续接入不同类型 Chain,并将对 Agent 接入开展测试;
  3. 使用 FastAPI 提供 API 服务,全部接口可在 FastAPI 自动生成的 docs 中开展测试,且所有对话接口支持通过参数设置流式或非流式输出;
  4. 使用 Streamlit 提供 WebUI 服务,可选是否基于 API 服务启动 WebUI,增加会话管理,可以自定义会话主题并切换,且后续可支持不同形式输出内容的显示;
  5. 项目中默认 LLM 模型改为 THUDM/chatglm2-6b,默认 Embedding 模型改为 moka-ai/m3e-base,文件加载方式与文段划分方式也有调整,后续将重新实现上下文扩充,并增加可选设置;
  6. 项目中扩充了对不同类型向量库的支持,除支持 FAISS 向量库外,还提供 Milvus, PGVector 向量库的接入;
  7. 项目中搜索引擎对话,除 Bing 搜索外,增加 DuckDuckGo 搜索选项,DuckDuckGo 搜索无需配置 API Key,在可访问国外服务环境下可直接使用。

模型支持

本项目中默认使用的 LLM 模型为 THUDM/chatglm2-6b,默认使用的 Embedding 模型为 moka-ai/m3e-base 为例。

LLM 模型支持

本项目最新版本中基于 FastChat 进行本地 LLM 模型接入,支持模型如下:

以上模型支持列表可能随 FastChat 更新而持续更新,可参考 FastChat 已支持模型列表

除本地模型外,本项目也支持直接接入 OpenAI API,具体设置可参考 configs/model_configs.py.example 中的 llm_model_dictopenai-chatgpt-3.5 配置信息。

Embedding 模型支持

本项目支持调用 HuggingFace 中的 Embedding 模型,已支持的 Embedding 模型如下:


Docker 部署

🐳 Docker 镜像地址: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/chatchat/chatchat:0.2.0)

docker run -d --gpus all -p 80:8501 registry.cn-beijing.aliyuncs.com/chatchat/chatchat:0.2.0
  • 该版本镜像大小 33.9GB,使用 v0.2.0,以 nvidia/cuda:12.1.1-cudnn8-devel-ubuntu22.04 为基础镜像
  • 该版本内置一个 embedding 模型:m3e-large,内置 chatglm2-6b-32k
  • 该版本目标为方便一键部署使用,请确保您已经在Linux发行版上安装了NVIDIA驱动程序
  • 请注意,您不需要在主机系统上安装CUDA工具包,但需要安装 NVIDIA Driver 以及 NVIDIA Container Toolkit,请参考安装指南
  • 首次拉取和启动均需要一定时间,首次启动时请参照下图使用 docker logs -f <container id> 查看日志
  • 如遇到启动过程卡在 Waiting.. 步骤,建议使用 docker exec -it <container id> bash 进入 /logs/ 目录查看对应阶段日志

开发部署

软件需求

本项目已在 Python 3.8.1 - 3.10,CUDA 11.7 环境下完成测试。已在 Windows、ARM 架构的 macOS、Linux 系统中完成测试。

1. 开发环境准备

参见 开发环境准备

请注意: 0.2.0 及更新版本的依赖包与 0.1.x 版本依赖包可能发生冲突,强烈建议新建环境后重新安装依赖包。

2. 下载模型至本地

如需在本地或离线环境下运行本项目,需要首先将项目所需的模型下载至本地,通常开源 LLM 与 Embedding 模型可以从 HuggingFace 下载。

以本项目中默认使用的 LLM 模型 THUDM/chatglm2-6b 与 Embedding 模型 moka-ai/m3e-base 为例:

下载模型需要先安装Git LFS,然后运行

$ git clone https://huggingface.co/THUDM/chatglm2-6b

$ git clone https://huggingface.co/moka-ai/m3e-base

3. 设置配置项

复制模型相关参数配置模板文件 configs/model_config.py.example 存储至项目路径下 ./configs 路径下,并重命名为 model_config.py

复制服务相关参数配置模板文件 configs/server_config.py.example 存储至项目路径下 ./configs 路径下,并重命名为 server_config.py

在开始执行 Web UI 或命令行交互前,请先检查 configs/model_config.pyconfigs/server_config.py 中的各项模型参数设计是否符合需求:

  • 请确认已下载至本地的 LLM 模型本地存储路径写在 llm_model_dict 对应模型的 local_model_path 属性中,如:
llm_model_dict={
                "chatglm2-6b": {
                        "local_model_path": "/Users/xxx/Downloads/chatglm2-6b",
                        "api_base_url": "http://localhost:8888/v1",  # "name"修改为 FastChat 服务中的"api_base_url"
                        "api_key": "EMPTY"
                    },
                }
  • 请确认已下载至本地的 Embedding 模型本地存储路径写在 embedding_model_dict 对应模型位置,如:
embedding_model_dict = {
                        "m3e-base": "/Users/xxx/Downloads/m3e-base",
                       }

4. 知识库初始化与迁移

当前项目的知识库信息存储在数据库中,在正式运行项目之前请先初始化数据库(我们强烈建议您在执行操作前备份您的知识文件)。

  • 如果您是从 0.1.x 版本升级过来的用户,针对已建立的知识库,请确认知识库的向量库类型、Embedding 模型 configs/model_config.py 中默认设置一致,如无变化只需以下命令将现有知识库信息添加到数据库即可:

    $ python init_database.py
  • 如果您是第一次运行本项目,知识库尚未建立,或者配置文件中的知识库类型、嵌入模型发生变化,需要以下命令初始化或重建知识库:

    $ python init_database.py --recreate-vs

5. 启动 API 服务或 Web UI

5.1 启动 LLM 服务

如需使用开源模型进行本地部署,需首先启动 LLM 服务,启动方式分为三种:

三种方式只需选择一个即可,具体操作方式详见 5.1.1 - 5.1.3。

如果启动在线的API服务(如 OPENAI 的 API 接口),则无需启动 LLM 服务,即 5.1 小节的任何命令均无需启动。

5.1.1 基于多进程脚本 llm_api.py 启动 LLM 服务

在项目根目录下,执行 server/llm_api.py 脚本启动 LLM 模型服务:

$ python server/llm_api.py

项目支持多卡加载,需在 llm_api.py 中修改 create_model_worker_app 函数中,修改如下三个参数:

gpus=None, 
num_gpus=1, 
max_gpu_memory="20GiB"

其中,gpus 控制使用的显卡的ID,如果 "0,1";

num_gpus 控制使用的卡数;

max_gpu_memory 控制每个卡使用的显存容量。

5.1.2 基于命令行脚本 llm_api_launch.py 启动 LLM 服务

⚠️ 注意:

1.llm_api_launch.py脚本原生仅适用于linux,mac设备需要安装对应的linux命令,win平台请使用wls;

2.加载非默认模型需要用命令行参数--model-path-address指定模型,不会读取model_config.py配置;

在项目根目录下,执行 server/llm_api_launch.py 脚本启动 LLM 模型服务:

$ python server/llm_api_launch.py

该方式支持启动多个worker,示例启动方式:

$ python server/llm_api_launch.py --model-path-address model1@host1@port1 model2@host2@port2

如果出现server端口占用情况,需手动指定server端口,并同步修改model_config.py下对应模型的base_api_url为指定端口:

$ python server/llm_api_launch.py --server-port 8887

如果要启动多卡加载,示例命令如下:

$ python server/llm_api_launch.py --gpus 0,1 --num-gpus 2 --max-gpu-memory 10GiB

注:以如上方式启动LLM服务会以nohup命令在后台运行 FastChat 服务,如需停止服务,可以运行如下命令:

$ python server/llm_api_shutdown.py --serve all 

亦可单独停止一个 FastChat 服务模块,可选 [all, controller, model_worker, openai_api_server]

5.1.3 PEFT 加载

本项目基于 FastChat 加载 LLM 服务,故需以 FastChat 加载 PEFT 路径,即保证路径名称里必须有 peft 这个词,配置文件的名字为 adapter_config.json,peft 路径下包含 model.bin 格式的 PEFT 权重。

示例代码如下:

PEFT_SHARE_BASE_WEIGHTS=true python3 -m fastchat.serve.multi_model_worker \
    --model-path /data/chris/peft-llama-dummy-1 \
    --model-names peft-dummy-1 \
    --model-path /data/chris/peft-llama-dummy-2 \
    --model-names peft-dummy-2 \
    --model-path /data/chris/peft-llama-dummy-3 \
    --model-names peft-dummy-3 \
    --num-gpus 2

详见 FastChat 相关 PR

5.2 启动 API 服务

本地部署情况下,按照 5.1 节启动 LLM 服务后,再执行 server/api.py 脚本启动 API 服务;

在线调用API服务的情况下,直接执执行 server/api.py 脚本启动 API 服务;

调用命令示例:

$ python server/api.py

启动 API 服务后,可访问 localhost:7861{API 所在服务器 IP}:7861 FastAPI 自动生成的 docs 进行接口查看与测试。

  • FastAPI docs 界面

5.3 启动 Web UI 服务

按照 5.2 节启动 API 服务后,执行 webui.py 启动 Web UI 服务(默认使用端口 8501

$ streamlit run webui.py

使用 Langchain-Chatchat 主题色启动 Web UI 服务(默认使用端口 8501

$ streamlit run webui.py --theme.base "light" --theme.primaryColor "#165dff" --theme.secondaryBackgroundColor "#f5f5f5" --theme.textColor "#000000"

或使用以下命令指定启动 Web UI 服务并指定端口号

$ streamlit run webui.py --server.port 666
  • Web UI 对话界面:

  • Web UI 知识库管理页面:


6. 一键启动

更新一键启动脚本 startup.py,一键启动所有 Fastchat 服务、API 服务、WebUI 服务,示例代码:

$ python startup.py --all-webui

并可使用 Ctrl + C 直接关闭所有运行服务。

可选参数包括 --all-webui, --all-api, --llm-api, --controller, --openai-api, --model-worker, --api, --webui,其中:

  • --all-webui 为一键启动 WebUI 所有依赖服务;

  • --all-api 为一键启动 API 所有依赖服务;

  • --llm-api 为一键启动 Fastchat 所有依赖的 LLM 服务;

  • --openai-api 为仅启动 FastChat 的 controller 和 openai-api-server 服务;

  • 其他为单独服务启动选项。

若想指定非默认模型,需要用 --model-name 选项,示例:

$ python startup.py --all-webui --model-name Qwen-7B-Chat

注意:

1. startup 脚本用多进程方式启动各模块的服务,可能会导致打印顺序问题,请等待全部服务发起后再调用,并根据默认或指定端口调用服务(默认 LLM API 服务端口:127.0.0.1:8888,默认 API 服务端口:127.0.0.1:7861,默认 WebUI 服务端口:本机IP:8501)

2.服务启动时间示设备不同而不同,约 3-10 分钟,如长时间没有启动请前往 ./logs目录下监控日志,定位问题。

常见问题

参见 常见问题


路线图

  • Langchain 应用
    • 本地数据接入
      • 接入非结构化文档
        • .md
        • .txt
        • .docx
      • 结构化数据接入
        • .csv
        • .xlsx
      • 分词及召回
        • 接入不同类型 TextSplitter
        • 优化依据中文标点符号设计的 ChineseTextSplitter
        • 重新实现上下文拼接召回
      • 本地网页接入
      • SQL 接入
      • 知识图谱/图数据库接入
    • 搜索引擎接入
      • Bing 搜索
      • DuckDuckGo 搜索
    • Agent 实现
  • LLM 模型接入
    • 支持通过调用 FastChat api 调用 llm
    • 支持 ChatGLM API 等 LLM API 的接入
  • Embedding 模型接入
    • 支持调用 HuggingFace 中各开源 Emebdding 模型
    • 支持 OpenAI Embedding API 等 Embedding API 的接入
  • 基于 FastAPI 的 API 方式调用
  • Web UI
    • 基于 Streamlit 的 Web UI

项目交流群

二维码

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