【AI大模型应用开发】【LangChain系列】9. 实用技巧：大模型的流式输出在 OpenAI 和 LangChain 中的使用-Toy模板网

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当大模型的返回文字非常多时，返回完整的结果会耗费比较长的时间。如果等待大模型形成完整的答案再展示给用户，明显会给用户不好的体验。所以，现在市面上大多数的AI应用，在给用户结果时，都是以流式输出的方式展示给用户的。所谓的流式输出，就是类似打字机式的方式，一个字或一个词的输出，给用户一种答案逐渐出现的动画效果。

今天我们来学习下如何流式输出大模型的返回结果。本文将涵盖 LangChain 的流式输出方式和 OpenAI 原生的流式输出方式。

0. LangChain的流式输出 Streaming

0.1 实现流式输出

我们在【AI大模型应用开发】【LangChain系列】实战案例4：再战RAG问答，提取在线网页数据，并返回生成答案的来源代码的基础上，增加流式输出。

原代码：

import bs4
from langchain import hub
from langchain_community.document_loaders import WebBaseLoader
from langchain_community.vectorstores import Chroma
from langchain_core.output_parsers import StrOutputParser
from langchain_core.runnables import RunnablePassthrough
from langchain_openai import ChatOpenAI, OpenAIEmbeddings
from langchain_text_splitters import RecursiveCharacterTextSplitter

# Load, chunk and index the contents of the blog.
loader = WebBaseLoader(
    web_paths=("https://lilianweng.github.io/posts/2023-06-23-agent/",),
    bs_kwargs=dict(
        parse_only=bs4.SoupStrainer(
            class_=("post-content", "post-title", "post-header")
        )
    ),
)
docs = loader.load()

text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(chunk_size=1000, chunk_overlap=200)
splits = text_splitter.split_documents(docs)
vectorstore = Chroma.from_documents(documents=splits, embedding=OpenAIEmbeddings())

# Retrieve and generate using the relevant snippets of the blog.
retriever = vectorstore.as_retriever()
prompt = hub.pull("rlm/rag-prompt")
llm = ChatOpenAI(model_name="gpt-3.5-turbo", temperature=0)


def format_docs(docs):
    return "\n\n".join(doc.page_content for doc in docs)

from langchain_core.runnables import RunnableParallel

rag_chain_from_docs = (
    RunnablePassthrough.assign(context=(lambda x: format_docs(x["context"])))
    | prompt
    | llm
    | StrOutputParser()
)

rag_chain_with_source = RunnableParallel(
    {"context": retriever, "question": RunnablePassthrough()}
).assign(answer=rag_chain_from_docs)

result = rag_chain_with_source.invoke("What is Task Decomposition")
print(result)

修改为流式输出：

# result = rag_chain_with_source.invoke("What is Task Decomposition")
# print(result)
for chunk in rag_chain_with_source.stream("What is Task Decomposition"):
    print(chunk)

修改方式很简单，LangChain的Chain中已经帮我们封装好了 stream 接口，调用该接口获取的结果即为流式输出的结果。其输出的结果如下（每次输出一个词，词前面加一个Key，用来标识这是答案的哪一部分）：

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我们可以利用Key来组装答案：

output = {}
curr_key = None
for chunk in rag_chain_with_source.stream("What is Task Decomposition"):
    for key in chunk:
        if key not in output:
            output[key] = chunk[key]
        else:
            output[key] += chunk[key]
        if key != curr_key:
            print(f"\n\n{key}: {chunk[key]}", end="", flush=True)
        else:
            print(chunk[key], end="", flush=True)
        curr_key = key

这样我们看到的答案的打印过程就是一个词一个词的出现了。最后展示完跟非流式输出一样。

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1. OpenAI 原生的流式输出

1.1 启动 OpenAI 的流式输出

只需要在OpenAI接口调用时，将stream参数置为True，就启用了流式输出。

response = client.chat.completions.create(
    model = model,
    messages = messages,
    temperature = temperature,
    stream=True,    # 启动流式输出
)

1.2 流式输出结果组装

结果的组装过程如下，流式输出的结果在 msg.choices[0].delta 中存着：

text = ""
print("====Streaming====")
# 需要把 stream 里的 token 拼起来，才能得到完整的 call
for msg in response:
    delta = msg.choices[0].delta
    if delta.content:
        text_delta = delta.content
        print(text_delta)
        text = text + text_delta
print("====done!====")
if text:
    print(text)

1.3 完整的流式输出测试程序

from openai import OpenAI
# 加载 .env 到环境变量
from dotenv import load_dotenv, find_dotenv
_ = load_dotenv(find_dotenv())

client = OpenAI()

###### 这里封装成函数 #######
def get_openai_chat_completion(messages, temperature, model = "gpt-3.5-turbo-1106"):
    response = client.chat.completions.create(
        model = model,
        messages = messages,
        temperature = temperature,
        stream=True,    # 启动流式输出
    )
    return response

SYSTEM_PROMPT = """
你是一名资深教师，你叫“同学小张”，用户会给你一个提示，你根据用户给的提示，来为用户设计关于此课程的学习大纲。
你必须遵循以下原则：
1. 你有足够的时间思考，确保在得出答案之前，你已经足够理解用户需求中的所有关键概念，并给出关键概念的解释。
2. 输出格式请使用Markdown格式, 并保证输出内容清晰易懂。
3. 至少输出10章的内容, 每章至少有5个小节

不要回答任何与课程内容无关的问题。
"""

if __name__ == "__main__":
    user_input = "大模型应用开发"
    
    messages = [
        {
            "role": "system",
            "content": SYSTEM_PROMPT,
        },
        {
            "role": "user",
            "content": user_input,
        }   
    ]
    response = get_openai_chat_completion(messages, 0.5)
    
    text = ""

    print("====Streaming====")

    # 需要把 stream 里的 token 拼起来，才能得到完整的 call
    for msg in response:
        delta = msg.choices[0].delta
        if delta.content:
            text_delta = delta.content
            print(text_delta)
            text = text + text_delta

    print("====done!====")

    if text:
        print(text)