基于 LangChain + GLM搭建知识本地库-编程知识

一种利用 langchain 思想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.ai和AlexZhangji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。现已支持使用ChatGLM-6B等大语言模型直接接入，或通过fastchat api形式接入Vicuna, Alpaca, LLaMA, Koala, RWKV等模型。

今天分享中Embedding默认选用的是GanymedeNil/text2vec-large-chinese，LLM默认选用的是ChatGLM-6B。依托上述模型，本项目可实现全部使用开源模型离线私有部署。

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。

从文档处理角度来看，实现流程如下：

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。核心部分代码为：

 执行初始化    
init_cfg(LLM_MODEL, EMBEDDING_MODEL, LLM_HISTORY_LEN)    
# 使用 ChatGLM 的 readme 进行测试    
vector_store = init_knowledge_vector_store("/home/mw/project/test_chatglm_readme.md")

中vector_store的初始化可以传递 txt、docx、md 格式文件，或者包含md文件的目录。更多知识库加载方式可以参考langchain文档，通过修改 init_knowledge_vector_store 方法进行兼容。

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在这里插入图片描述

硬件需求

ChatGLM-6B 模型硬件需求

注：如未将模型下载至本地，请执行前检查$HOME/.cache/huggingface/文件夹剩余空间，模型文件下载至本地需要15GB存储空间。

MOSS 模型硬件需求

注：如未将模型下载至本地，请执行前检查$HOME/.cache/huggingface/文件夹剩余空间，模型文件下载至本地需要70GB存储空间

Embedding 模型硬件需求

本项目中默认选用的Embedding 模型GanymedeNil/text2vec-large-chinese约占用显存3GB，也可修改为在CPU中运行。

Docker 部署

为了能让容器使用主机GPU资源，需要在主机上安装 NVIDIA Container Toolkit。具体安装步骤如下：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y nvidia-container-toolkit-base
sudo systemctl daemon-reload 
sudo systemctl restart docker

安装完成后，可以使用以下命令编译镜像和启动容器：

docker build -f Dockerfile-cuda -t chatglm-cuda:latest .
docker run --gpus all -d --name chatglm -p 7860:7860  chatglm-cuda:latest#若要使用离线模型，请配置好模型路径，然后此repo挂载到Container
docker run --gpus all -d --name chatglm -p 7860:7860 -v ~/github/langchain-ChatGLM:/chatGLM  chatglm-cuda:latest

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。

vue前端需要node18环境

从本地加载模型

请参考 THUDM/ChatGLM-6B#从本地加载模型

1. 安装环境

环境检查

# 首先，确信你的机器安装了 Python 3.8 及以上版本
$ python --version
Python 3.8.13# 如果低于这个版本，可使用conda安装环境
$ conda create -p /your_path/env_name python=3.8# 激活环境
$ source activate /your_path/env_name
$ pip3 install --upgrade pip# 关闭环境
$ source deactivate /your_path/env_name# 删除环境
$ conda env remove -p  /your_path/env_name

项目依赖

# 拉取仓库
$ git clone https://github.com/imClumsyPanda/langchain-ChatGLM.git# 进入目录
$ cd langchain-ChatGLM# 项目中 pdf 加载由先前的 detectron2 替换为使用 paddleocr，如果之前有安装过 detectron2 需要先完成卸载避免引发 tools 冲突
$ pip uninstall detectron2# 检查paddleocr依赖，linux环境下paddleocr依赖libX11，libXext
$ yum install libX11
$ yum install libXext# 安装依赖
$ pip install -r requirements.txt# 验证paddleocr是否成功，首次运行会下载约18M模型到~/.paddleocr
$ python loader/image_loader.py

2. 设置模型默认参数

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

如需通过 fastchat 以 api 形式调用 llm，请参考 fastchat 调用实现

3. 执行脚本体验 Web UI 或命令行交互

注：鉴于环境部署过程中可能遇到问题，建议首先测试命令行脚本。建议命令行脚本测试可正常运行后再运行 Web UI。

执行 cli_demo.py 脚本体验命令行交互：

$ python cli_demo.py

或执行 webui.py 脚本体验 Web 交互

$ python webui.py

或执行 api.py 利用 fastapi 部署 API

$ python api.py

或成功部署 API 后，执行以下脚本体验基于 VUE 的前端页面

$ cd views $ pnpm i$ npm run dev

VUE 前端界面如下图所示：

对话界面

知识问答界面

bing搜索界面

WebUI 界面如下图所示：

对话Tab界面

知识库测试Beta Tab界面

模型配置Tab界面

Web UI 可以实现如下功能：

运行前自动读取configs/model_config.py中LLM及Embedding模型枚举及默认模型设置运行模型，如需重新加载模型，可在模型配置 Tab 重新选择后点击重新加载模型进行模型加载；
可手动调节保留对话历史长度、匹配知识库文段数量，可根据显存大小自行调节；
对话 Tab 具备模式选择功能，可选择 LLM对话与知识库问答模式进行对话，支持流式对话；
添加配置知识库功能，支持选择已有知识库或新建知识库，并可向知识库中新增上传文件/文件夹，使用文件上传组件选择好文件后点击上传文件并加载知识库，会将所选上传文档数据加载至知识库中，并基于更新后知识库进行问答；
新增知识库测试 Beta Tab，可用于测试不同文本切分方法与检索相关度阈值设置，暂不支持将测试参数作为对话 Tab 设置参数。
后续版本中将会增加对知识库的修改或删除，及知识库中已导入文件的查看。