SpringBoot實現(xiàn)向量數(shù)據(jù)庫優(yōu)化檢索的方案及示例
一、檢索增強
1. 多模態(tài)混合檢索
場景:結(jié)合文本、圖像等多模態(tài)數(shù)據(jù)提升召回率
實現(xiàn):
java復(fù)制代碼 // 1. 文本向量檢索(Milvus) List<Float> textVector = openAIService.vectorize(queryText); SearchParam textSearchParam = buildTextSearchParam(textVector); // 2. 圖像特征檢索(CLIP模型) float[] imageVector = clipService.vectorize(uploadedImage); SearchParam imageSearchParam = buildImageSearchParam(imageVector); // 3. 結(jié)果融合(加權(quán)平均) List<Document> textResults = milvusClient.search(textSearchParam); List<Document> imageResults = milvusClient.search(imageSearchParam); List<Document> fusedResults = FusionUtil.weightedFusion(textResults, imageResults, 0.6, 0.4);
2. 查詢擴展(Query Expansion)
場景:通過LLM擴展原始查詢語義
實現(xiàn):
java復(fù)制代碼 public String expandQuery(String originalQuery) { String prompt = """ 你是一個專業(yè)的搜索優(yōu)化助手,請根據(jù)以下查詢生成3個語義相關(guān)的擴展查詢: 原始查詢:%s 輸出格式:JSON數(shù)組,字段為"queries" """.formatted(originalQuery); String response = openAIService.chatCompletion(prompt); List<String> expandedQueries = parseExpandedQueries(response); // 解析JSON return String.join(" ", expandedQueries); } // 檢索時使用擴展后的查詢 String enhancedQuery = expandQuery(userQuery); float[] vector = vectorizationService.vectorize(enhancedQuery);
3. 動態(tài)權(quán)重調(diào)整
場景:根據(jù)用戶反饋實時優(yōu)化檢索權(quán)重
java復(fù)制代碼 @RestController public class FeedbackController { @PostMapping("/feedback") public void handleFeedback(@RequestBody FeedbackRequest request) { // 根據(jù)用戶標(biāo)注的相關(guān)性分?jǐn)?shù)調(diào)整模型 retrainingService.adjustWeights( request.getQueryVector(), request.getDocId(), request.getRelevanceScore() ); } }
二、生成增強
1. 上下文壓縮(Context Compression)
場景:過濾冗余信息,保留關(guān)鍵內(nèi)容
java復(fù)制代碼 public String compressContext(String rawContext) { String prompt = """ 請從以下文本中提取與問題相關(guān)的核心事實,忽略無關(guān)細(xì)節(jié): 問題:%s 文本:%s 輸出要求:用簡潔的Markdown列表呈現(xiàn) """.formatted(userQuestion, rawContext); return openAIService.chatCompletion(prompt); }
2. 多階段生成(Step-back Prompting)
場景:通過反思提升生成準(zhǔn)確性
java復(fù)制代碼 public String generateWithReflection(String question) { // 第一階段:初步回答 String initialAnswer = openAIService.chatCompletion(question); // 第二階段:反思修正 String reflectionPrompt = """ 請檢查以下回答是否存在事實錯誤或不完整之處: 問題:%s 初版回答:%s 輸出格式:{"errors": [錯誤1, 錯誤2], "improved_answer": "修正后的回答"} """.formatted(question, initialAnswer); String reflectionResult = openAIService.chatCompletion(reflectionPrompt); return parseImprovedAnswer(reflectionResult); }
3. 結(jié)果重排序(Re-ranking)
場景:對檢索結(jié)果進(jìn)行LLM相關(guān)性重排
java復(fù)制代碼 public List<Document> rerankDocuments(String query, List<Document> candidates) { String promptTemplate = """ 請根據(jù)問題相關(guān)性對以下文檔排序(最相關(guān)在前): 問題:%s 文檔列表: %s 輸出要求:返回排序后的文檔ID列表,如[3,1,2] """; String docList = candidates.stream() .map(doc -> "ID:%d 內(nèi)容:%s".formatted(doc.getId(), doc.getContent())) .collect(Collectors.joining("\n")); String response = openAIService.chatCompletion(promptTemplate.formatted(query, docList)); return applyReordering(candidates, parseOrderedIds(response)); }
三、系統(tǒng)級增強
1. 緩存優(yōu)化
場景:對高頻查詢結(jié)果緩存
//java復(fù)制代碼 @Cacheable(value = "ragCache", key = "#query.hashCode()") public RAGResponse cachedRetrieve(String query) { // 正常檢索生成流程 List<Document> docs = retrieveDocuments(query); String answer = generateAnswer(query, docs); return new RAGResponse(docs, answer); }
2. 異步流水線
場景:提升高并發(fā)吞吐量
//java復(fù)制代碼 @Async public CompletableFuture<RAGResponse> asyncProcess(String query) { CompletableFuture<List<Document>> retrievalFuture = CompletableFuture.supplyAsync( () -> retrieveDocuments(query), retrievalExecutor ); return retrievalFuture.thenApplyAsync(docs -> { String answer = generateAnswer(query, docs); return new RAGResponse(docs, answer); }, generationExecutor); }
3. 可觀測性增強
場景:監(jiān)控檢索質(zhì)量與生成效果
//java復(fù)制代碼 @Aspect @Component public class MonitoringAspect { @Around("execution(* com.example.service.RAGService.*(..))") public Object logMetrics(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable { long start = System.currentTimeMillis(); Object result = joinPoint.proceed(); Metrics.gauge("rag.latency", System.currentTimeMillis() - start); if (result instanceof RAGResponse resp) { Metrics.counter("rag.doc_count").increment(resp.getDocuments().size()); } return result; } }
四、增強方案選型建議
場景 | 推薦方案 | 實現(xiàn)復(fù)雜度 | 效果提升 |
---|---|---|---|
高實時性要求 | 本地小模型+緩存 | ★★☆ | 延遲降低40% |
高準(zhǔn)確率需求 | 混合檢索+重排序 | ★★★ | 召回率↑15% |
多模態(tài)場景 | CLIP跨模態(tài)檢索 | ★★★☆ | 跨模態(tài)匹配↑30% |
資源受限環(huán)境 | 量化模型+剪枝 | ★★☆ | 內(nèi)存占用↓60% |
五、增強效果驗證
AB測試框架
//java復(fù)制代碼 @PostMapping("/query") public RAGResponse handleQuery(@RequestBody QueryRequest request) { if (experimentGroup.isInGroup(request.getUserId(), "V2_ENHANCED")) { return enhancedRetriever.process(request.getQuery()); } else { return baselineRetriever.process(request.getQuery()); } }
評估指標(biāo):
//java復(fù)制代碼 public class Evaluator { // 計算MRR(平均倒數(shù)排名) public double calculateMRR(List<TestCase> testCases) { return testCases.stream() .mapToDouble(tc -> 1.0 / (getFirstRelevantRank(tc)+1)) .average().orElse(0); } // 生成質(zhì)量人工評估 public void humanEvaluation(List<RAGResponse> samples) { // 與標(biāo)注平臺集成 } }
通過上述增強策略,可使RAG系統(tǒng)在典型業(yè)務(wù)場景下達(dá)到以下改進(jìn):
- 檢索召回率提升 20-35%
- 生成結(jié)果人工評分提高 15-25%
- 第95百分位延遲降低 40-60%
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