本教程介绍如何在 Couchbase 中使用向量搜索。您可以使用 Couchbase Capella 或自托管的 Couchbase Server。
设置
要访问 Couchbase 向量存储,首先需要安装langchain-couchbase 合作伙伴包:
凭证
前往 Couchbase 官网 创建新连接,并保存您的数据库用户名和密码。 您还需要 OpenAI API 密钥用于嵌入。从 OpenAI 获取。创建 Couchbase 连接对象
我们先创建到 Couchbase 集群的连接,然后将集群对象传递给向量存储。 这里我们使用上面的用户名和密码进行连接。您也可以使用其他任何受支持的方式连接到集群。 有关连接到 Couchbase 集群的更多信息,请查阅文档。CouchbaseQueryVectorStore
CouchbaseQueryVectorStore 支持使用查询和索引服务在 Couchbase 中进行向量搜索。它支持两种不同类型的向量索引:
- 超大规模向量索引 - 针对大型数据集(数十亿文档)的纯向量搜索进行优化。最适合内容发现、推荐系统以及需要在低内存占用下实现高精度的应用场景。超大规模向量索引同时比较向量和标量值。
- 复合向量索引 - 将全局二级索引(GSI)与向量列相结合。适用于向量相似度与标量过滤相结合的搜索场景,尤其是标量过滤能过滤掉大量数据集的情况。复合向量索引先应用标量过滤,再对过滤结果执行向量搜索。
初始化
以下代码使用集群信息和距离度量创建向量存储对象。 首先设置嵌入(如尚未设置):距离策略
CouchbaseQueryVectorStore 通过 DistanceStrategy 枚举支持以下距离策略:
| 策略 | 描述 |
|---|---|
DistanceStrategy.DOT | 点积相似度 |
DistanceStrategy.COSINE | 余弦相似度 |
DistanceStrategy.EUCLIDEAN | 欧氏距离(等价于 L2) |
DistanceStrategy.EUCLIDEAN_SQUARED | 欧氏距离平方(等价于 L2_SQUARED) |
指定文本和嵌入字段
您可以通过text_key 和 embedding_key 字段可选地指定文档的文本和嵌入字段。
管理向量存储
创建向量存储后,可以通过添加和删除不同条目与其进行交互。 向向量存储添加条目 可以使用add_documents 函数向向量存储添加条目。
create_index() 方法,以启用高效的向量搜索。
查询向量存储
相似度搜索 执行简单相似度搜索的方法如下:where_str 参数通过 SQL++ WHERE 子句过滤结果:
similarity_search_with_score 方法获取结果的距离分数。距离越小,文档越相似。
异步操作
CouchbaseQueryVectorStore 支持异步操作:
用作检索器
可以将向量存储转换为检索器:从文本创建
可以直接从文本列表创建CouchbaseQueryVectorStore:
CouchbaseSearchVectorStore
CouchbaseSearchVectorStore 支持使用搜索向量索引在 Couchbase 中进行向量搜索。搜索向量索引将 Couchbase 搜索索引与向量列相结合,支持将向量搜索与全文搜索(FTS)和地理空间搜索相结合的混合搜索。
要求: Couchbase Server 版本 7.6 及以上。
有关如何创建支持向量字段的搜索索引的详细信息,请参阅以下文档:
本教程的搜索索引字段映射
为了跟随本文档中的示例,您的搜索索引应包含以下字段的映射:| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
text | text | 文档文本内容 |
embedding | vector | 向量嵌入字段(维度:text-embedding-3-large 为 3072) |
metadata | object(子映射) | 元数据对象,包含 source、author、rating、date 等子字段 |
- 向量字段维度必须与您的嵌入模型匹配(本教程使用的
text-embedding-3-large为 3072) - 元数据子字段(
source、author、rating、date)是混合查询示例所必需的 - 初始化向量存储时可通过
text_key和embedding_key参数自定义字段名
初始化
以下代码使用集群信息和搜索索引名称创建向量存储对象。 首先设置嵌入:指定文本和嵌入字段
可以通过text_key 和 embedding_key 字段可选地指定文档的文本和嵌入字段。
管理向量存储
创建向量存储后,可以通过添加和删除不同条目与其进行交互。 向向量存储添加条目 可以使用add_documents 函数向向量存储添加条目。
查询向量存储
创建向量存储并添加相关文档后,通常需要在运行链或智能体时对其进行查询。 相似度搜索 执行简单相似度搜索的方法如下:similarity_search_with_score 方法获取结果的分数。
过滤结果
您可以通过在文档的文本或元数据上指定 Couchbase 搜索服务支持的过滤器来过滤搜索结果。filter 可以是 Couchbase Python SDK 支持的任何有效 SearchQuery。这些过滤器在执行向量搜索之前应用。
如果要对元数据中的某个字段进行过滤,需要使用 . 进行指定。
例如,要获取元数据中的 source 字段,需要指定 metadata.source。
请注意,过滤器必须受搜索索引支持。
指定返回的字段
可以使用搜索中的fields 参数指定从文档返回的字段。这些字段作为返回文档的 metadata 对象的一部分返回。您可以获取存储在搜索索引中的任何字段。文档的 text_key 作为文档的 page_content 返回。
如果不指定任何要获取的字段,则返回索引中存储的所有字段。
如果要获取元数据中的某个字段,需要使用 . 进行指定。
例如,要获取元数据中的 source 字段,需要指定 metadata.source。
转换为检索器进行查询
您还可以将向量存储转换为检索器,以便在链中更方便地使用。 以下是将向量存储转换为检索器,然后使用简单查询和过滤器调用检索器的方法:混合查询
Couchbase 支持将向量搜索结果与文档非向量字段(如metadata 对象)上的搜索相结合,进行混合搜索。
结果将基于向量搜索和搜索服务支持的搜索的综合结果。每个组件搜索的分数相加,得到结果的总分。
执行混合搜索时,所有相似度搜索方法都有一个可选参数 search_options。
search_options 的不同搜索/查询可能性可以在这里找到。
为混合搜索创建多样化元数据
为了演示混合搜索,我们创建带有多样化元数据的文档。我们向元数据添加三个字段:date(2010 至 2020 年之间)、rating(1 至 5 之间)和 author(设置为 John Doe 或 Jane Doe)。
metadata 对象中的作者字段。
metadata.date)在某个日期范围内的文档。
metadata.rating)在某个范围内的文档。
filter 参数而非混合搜索。
将混合搜索查询与过滤器结合使用
混合搜索可以与过滤器结合使用,兼顾混合搜索和过滤器的优势,以获取满足条件的结果。
以下示例检查 rating 在 3 至 5 之间且文本字段匹配 “market” 的文档。
search_options 参数中使用任何受支持的查询方法,如地理距离、多边形搜索、通配符、正则表达式等。有关可用查询方法及其语法的更多详细信息,请参阅文档。
用于检索增强生成
有关如何将这些向量存储用于检索增强生成(RAG)的指南,请参阅以下章节:常见问题
问:是否需要在创建 CouchbaseSearchVectorStore 对象之前创建搜索索引?
是的,您需要在创建CouchbaseSearchVectorStore 对象之前创建搜索索引。
问:应该在向 CouchbaseQueryVectorStore 添加文档之前还是之后创建索引?
对于CouchbaseQueryVectorStore,您应该在添加文档之后使用 create_index() 方法创建索引。这与 CouchbaseSearchVectorStore 不同。
问:CouchbaseSearchVectorStore 和 CouchbaseQueryVectorStore 有什么区别?
| 特性 | CouchbaseSearchVectorStore | CouchbaseQueryVectorStore |
|---|---|---|
| 最低版本要求 | Couchbase Server 7.6+ | Couchbase Server 8.0+ |
| 索引类型 | 搜索向量索引 | 超大规模或复合向量索引 |
| 索引创建时机 | 创建向量存储之前 | 添加文档之后 |
| 过滤方式 | SearchQuery 对象 | SQL++ WHERE 子句(where_str) |
| 最适用场景 | 混合搜索(向量 + 全文搜索 + 地理) | 大规模纯向量搜索或向量 + 标量过滤 |
问:我没有看到搜索结果中包含我指定的所有字段
在 Couchbase 中,只能返回存储在搜索索引中的字段。请确保您要在搜索结果中访问的字段是搜索索引的一部分。 一种处理方式是在索引中动态索引和存储文档字段。- 在 Capella 中,进入”Advanced Mode”,在”General Settings”折叠区下可以勾选”[X] Store Dynamic Fields”或”[X] Index Dynamic Fields”
- 在 Couchbase Server 中,在索引编辑器(非快速编辑器)的”Advanced”折叠区下可以勾选”[X] Store Dynamic Fields”或”[X] Index Dynamic Fields”
问:我在搜索结果中看不到元数据对象
这很可能是因为文档中的metadata 字段未被 Couchbase 搜索索引索引和/或存储。要在文档中索引 metadata 字段,需要将其作为子映射添加到索引中。
如果选择映射所有字段,您将能够按所有元数据字段进行搜索。或者,为了优化索引,可以选择对 metadata 对象内的特定字段进行索引。可以参阅文档了解更多关于索引子映射的内容。
创建子映射:
问:filter 与 search_options / 混合查询有什么区别?
过滤器是预过滤器,用于限制在搜索索引中搜索的文档范围,适用于 Couchbase Server 7.6.4 及更高版本。 混合查询是可用于调整从搜索索引返回结果的附加搜索查询。 过滤器和混合搜索查询具有相同的功能,但语法略有不同。过滤器是 SearchQuery 对象,而混合搜索查询是字典。API 参考
有关所有功能和配置的详细文档:通过 MCP 将这些文档连接 到 Claude、VSCode 等,获取实时解答。

