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大语言模型是强大的AI工具,能够像人类一样理解和生成文本。它们用途广泛,可以撰写内容、翻译语言、总结信息和回答问题,无需为每项任务进行专门训练。 除了文本生成,许多模型还支持:
  • 工具调用 - 调用外部工具(如数据库查询或API调用),并在响应中使用结果。
  • 结构化输出 - 模型的响应被约束为遵循预定义格式。
  • 多模态 - 处理和返回文本以外的数据,如图像、音频和视频。
  • 推理 - 模型执行多步推理以得出结论。
模型是智能体的推理引擎。它们驱动智能体的决策过程,决定调用哪些工具、如何解释结果以及何时提供最终答案。 您选择的模型的质量和能力直接影响智能体的基线可靠性和性能。不同的模型擅长不同的任务——有些更擅长遵循复杂指令,有些擅长结构化推理,还有一些支持更大的上下文窗口以处理更多信息。 LangChain的标准模型接口让您能够访问许多不同的提供商集成,这使得您可以轻松地在模型之间进行实验和切换,以找到最适合您用例的模型。
有关特定提供商的集成信息和功能,请参阅提供商的聊天模型页面

基本用法

模型可以通过两种方式使用:
  1. 与智能体一起使用 - 在创建智能体时可以动态指定模型。
  2. 独立使用 - 可以直接调用模型(在智能体循环之外),用于文本生成、分类或提取等任务,无需智能体框架。
相同的模型接口在两种场景下都适用,这使您可以从简单开始,并根据需要扩展到更复杂的基于智能体的工作流。

初始化模型

在LangChain中开始使用独立模型的最简单方法是使用 init_chat_model 从您选择的聊天模型提供商初始化一个模型(示例如下):
👉 阅读 OpenAI 聊天模型集成文档
有关更多详细信息,包括如何传递模型参数的信息,请参阅 init_chat_model

支持的提供商和模型

LangChain通过专用的集成包支持所有主要的模型提供商。每个提供商包都实现了相同的标准接口,因此您可以更换提供商而无需重写应用程序逻辑。新的模型名称可以立即使用——无需更新LangChain——因为提供商包会将模型名称直接传递给提供商的API。 浏览支持的提供商完整列表,或参阅提供商和模型了解提供商、包和模型名称在LangChain中如何协同工作的概念概述。

关键方法

调用

模型接收消息作为输入,并在生成完整响应后输出消息。

流式传输

调用模型,但实时流式传输生成的输出。

批处理

向模型发送多个请求进行批处理,以实现更高效的处理。
除了聊天模型,LangChain还支持其他相关技术,如嵌入模型和向量存储。有关详细信息,请参阅集成页面

参数

聊天模型接受可用于配置其行为的参数。支持的完整参数集因模型和提供商而异,但标准参数包括:
string
required
您要与提供商一起使用的特定模型的名称或标识符。您也可以使用 ’:’ 格式在单个参数中同时指定模型及其提供商,例如 ‘openai:o1’。
string
与模型提供商进行身份验证所需的密钥。这通常在您注册访问模型时颁发。通常通过设置来访问。
number
控制模型输出的随机性。较高的数字使响应更具创造性;较低的数字使响应更具确定性。
number
限制响应中的总数,从而有效控制输出的长度。
number
在取消请求之前等待模型响应的最大时间(以秒为单位)。
number
default:"6"
如果请求因网络超时或速率限制等问题失败,系统将尝试重新发送请求的最大次数。重试使用带有抖动的指数退避。网络错误、速率限制(429)和服务器错误(5xx)会自动重试。客户端错误(如401未授权或404)不会重试。对于在不可靠网络上运行的长时间智能体任务,考虑将其增加到10-15。
使用 init_chat_model 时,将这些参数作为内联传递:
使用模型参数初始化
每个聊天模型集成可能有用于控制提供商特定功能的额外参数。例如,ChatOpenAIuse_responses_api 来决定是使用 OpenAI Responses 还是 Completions API。要查找给定聊天模型支持的所有参数,请转到聊天模型集成页面。

调用

必须调用聊天模型才能生成输出。有三种主要的调用方法,每种方法都适用于不同的用例。

调用

调用模型最直接的方法是使用 invoke() 并传递单个消息或消息列表。
单条消息
可以向聊天模型提供消息列表以表示对话历史。每条消息都有一个角色,模型使用该角色来指示对话中谁发送了消息。 有关角色、类型和内容的更多详细信息,请参阅消息指南。
字典格式
消息对象
如果您的调用返回类型是字符串,请确保您使用的是聊天模型而不是LLM。传统的文本补全LLM直接返回字符串。LangChain聊天模型以”Chat”为前缀,例如 ChatOpenAI(/oss/integrations/chat/openai)。

流式传输

大多数模型可以在生成输出内容时对其进行流式传输。通过逐步显示输出,流式传输显著改善了用户体验,特别是对于较长的响应。 调用 stream() 返回一个,该迭代器在生成时产出输出块。您可以使用循环实时处理每个块:
invoke()(在模型完成生成完整响应后返回单个 AIMessage)不同,stream() 返回多个 AIMessageChunk 对象,每个对象包含输出文本的一部分。重要的是,流中的每个块都设计为可以通过求和聚合成完整消息:
构造 AIMessage
生成的消息可以像使用 invoke() 生成的消息一样处理——例如,它可以被聚合到消息历史中,并作为对话上下文传递回模型。
流式传输仅在程序的所有步骤都知道如何处理块流时才有效。例如,不具备流式处理能力的应用程序是那种需要将整个输出存储在内存中才能进行处理的应用程序。
LangChain 聊天模型也可以使用 astream_events() 流式传输语义事件。这简化了基于事件类型和其他元数据的过滤,并将在后台聚合完整消息。请参阅下面的示例。
有关事件类型和其他详细信息,请参阅 astream_events() 参考。
LangChain 通过在某些情况下自动启用流式传输模式来简化从聊天模型的流式传输,即使您没有显式调用流式传输方法。当您使用非流式传输的 invoke 方法但仍希望流式传输整个应用程序(包括来自聊天模型的中间结果)时,这特别有用。例如,在 LangGraph 智能体中,您可以在节点内调用 model.invoke(),但如果在流式传输模式下运行,LangChain 将自动委托给流式传输。

工作原理

当您 invoke() 聊天模型时,如果您尝试流式传输整个应用程序,LangChain 将自动切换到内部流式传输模式。就使用 invoke 的代码而言,调用的结果将是相同的;但是,当聊天模型被流式传输时,LangChain 将负责在 LangChain 的回调系统中调用 on_llm_new_token 事件。回调事件允许 LangGraph stream()astream_events() 实时显示聊天模型的输出。

批处理

将一组独立请求批处理到模型可以显著提高性能并降低成本,因为处理可以并行进行:
批处理
本节描述了聊天模型方法 batch(),它在客户端并行化模型调用。它与推理提供商支持的批处理 API(如 OpenAIAnthropic不同
默认情况下,batch() 仅返回整个批处理的最终输出。如果您希望在每个输入完成生成时接收其输出,可以使用 batch_as_completed() 流式传输结果:
在完成时产出批处理响应
使用 batch_as_completed() 时,结果可能以乱序到达。每个结果都包含输入索引,以便在需要时匹配以重建原始顺序。
使用 batch()batch_as_completed() 处理大量输入时,您可能希望控制最大并行调用数。这可以通过在 RunnableConfig 字典中设置 max_concurrency 属性来实现。
带最大并发数的批处理
有关支持的属性的完整列表,请参阅 RunnableConfig 参考。
有关批处理的更多详细信息,请参阅参考

工具调用

模型可以请求调用执行任务的工具,例如从数据库获取数据、搜索网络或运行代码。工具是以下内容的配对:
  1. 一个模式,包括工具的名称、描述和/或参数定义(通常是JSON模式)
  2. 一个要执行的函数或
您可能听说过“函数调用”这个术语。我们将其与“工具调用”互换使用。
以下是用户和模型之间的基本工具调用流程: 要使您定义的工具可供模型使用,必须使用 bind_tools 将它们绑定。在后续调用中,模型可以根据需要选择调用任何已绑定的工具。 一些模型提供商提供,可以通过模型或调用参数启用(例如 ChatOpenAIChatAnthropic)。有关详细信息,请查看相应的提供商参考
有关创建工具的详细信息和其他选项,请参阅工具指南
绑定用户工具
当绑定用户定义的工具时,模型的响应包含一个执行工具的请求。当在智能体之外单独使用模型时,您需要执行请求的工具并将结果返回给模型以用于后续推理。当使用智能体时,智能体循环将为您处理工具执行循环。 下面,我们展示一些使用工具调用的常见方式。
当模型返回工具调用时,您需要执行工具并将结果传回模型。这创建了一个对话循环,模型可以使用工具结果来生成其最终响应。LangChain 包含智能体抽象来为您处理此编排。以下是执行此操作的简单示例:
工具执行循环
工具返回的每个 ToolMessage 都包含一个 tool_call_id,与原始工具调用匹配,帮助模型将结果与请求关联起来。
默认情况下,模型可以自由选择使用哪个绑定工具,具体取决于用户的输入。但是,您可能希望强制选择一个工具,确保模型使用特定工具或给定列表中的任何工具:
许多模型支持在适当时并行调用多个工具。这允许模型同时从不同来源收集信息。
并行工具调用
模型根据请求操作的独立性智能地确定何时适合并行执行。
大多数支持工具调用的模型默认启用并行工具调用。一些(包括 OpenAIAnthropic)允许您禁用此功能。为此,请设置 parallel_tool_calls=False
流式传输响应时,工具调用通过 ToolCallChunk 逐步构建。这允许您在生成时查看工具调用,而不是等待完整响应。
流式传输工具调用
您可以累积块以构建完整的工具调用:
累积工具调用

结构化输出

可以请求模型以匹配给定模式的格式提供其响应。这对于确保输出可以轻松解析并在后续处理中使用非常有用。LangChain 支持多种模式类型和强制结构化输出的方法。
要了解结构化输出,请参阅结构化输出
Pydantic 模型提供最丰富的功能集,包括字段验证、描述和嵌套结构。
结构化输出的关键考虑因素
  • 方法参数:一些提供商支持不同的结构化输出方法:
    • 'json_schema':使用提供商提供的专用结构化输出功能。
    • 'function_calling':通过强制遵循给定模式的工具调用来派生结构化输出。
    • 'json_mode':某些提供商提供的 'json_schema' 的前身。生成有效的 JSON,但模式必须在提示中描述。
  • 包含原始输出:设置 include_raw=True 以同时获取解析后的输出和原始 AI 消息。
  • 验证:Pydantic 模型提供自动验证。TypedDict 和 JSON Schema 需要手动验证。
有关支持的方法和配置选项,请参阅您的提供商集成页面
返回原始 AIMessage 对象与解析后的表示一起返回可能很有用,以便访问响应元数据,如令牌计数。为此,请在调用 with_structured_output 时设置 include_raw=True
模式可以嵌套:

高级主题

模型配置文件

模型配置文件需要 langchain>=1.1
LangChain 聊天模型可以通过 profile 属性公开支持的功能和能力的字典:
有关字段的完整集合,请参阅 API 参考 大部分模型配置文件数据由 models.dev 项目提供,这是一个提供模型能力数据的开源计划。这些数据通过额外字段进行了增强,以用于 LangChain。随着上游项目的发展,这些增强内容会保持同步。 模型配置文件数据允许应用程序动态地处理模型能力。例如:
  1. 摘要中间件可以根据模型的上下文窗口大小触发摘要。
  2. create_agent 中的结构化输出策略可以自动推断(例如,通过检查对原生结构化输出功能的支持)。
  3. 模型输入可以根据支持的模态和最大输入令牌数进行门控。
  4. Deep Agents CLI交互式模型切换器过滤为配置文件报告支持 tool_calling 和文本 I/O 的模型,并在选择器详细视图中显示上下文窗口大小和能力标志。
如果模型配置文件数据缺失、过时或不正确,可以更改它。选项 1(快速修复)您可以使用任何有效的配置文件实例化聊天模型:
profile 也是一个常规 dict,可以就地更新。如果模型实例是共享的,请考虑使用 model_copy 以避免修改共享状态。
选项 2(在上游修复数据)数据的主要来源是 models.dev 项目。这些数据与 LangChain 集成包中的额外字段和覆盖合并,并随这些包一起发布。模型配置文件数据可以通过以下流程更新:
  1. (如果需要)通过向其 GitHub 仓库提交拉取请求来更新 models.dev 上的源数据。
  2. (如果需要)通过向 LangChain 集成包提交拉取请求来更新 langchain_<package>/data/profile_augmentations.toml 中的额外字段和覆盖。
  3. 使用 langchain-model-profiles CLI 工具从 models.dev 拉取最新数据,合并增强内容并更新配置文件数据:
此命令:
  • 从 models.dev 下载 <provider> 的最新数据
  • 合并 <data_dir>profile_augmentations.toml 的增强内容
  • 将合并后的配置文件写入 <data_dir> 中的 profiles.py
例如:来自 LangChain 单仓库 中的 libs/partners/anthropic
模型配置文件是测试版功能。配置文件的格式可能会更改。

多模态

某些模型可以处理和返回非文本数据,如图像、音频和视频。您可以通过提供内容块将非文本数据传递给模型。
所有具有底层多模态能力的 LangChain 聊天模型都支持:
  1. 跨提供商标准格式的数据(参见我们的消息指南
  2. OpenAI 聊天补全格式
  3. 该特定提供商原生的任何格式(例如,Anthropic 模型接受 Anthropic 原生格式)
有关详细信息,请参阅消息指南的多模态部分 可以在其响应中返回多模态数据。如果被调用这样做,生成的 AIMessage 将包含具有多模态类型的内容块。
多模态输出
有关特定提供商的详细信息,请参阅集成页面

推理

许多模型能够执行多步推理以得出结论。这涉及将复杂问题分解为更小、更易于管理的步骤。 **如果底层模型支持,**您可以显示此推理过程,以更好地理解模型如何得出最终答案。
根据模型,您有时可以指定其应投入推理的努力程度。同样,您可以请求模型完全关闭推理。这可能采用分类的推理“层级”(例如 'low''high')或整数令牌预算的形式。 有关详细信息,请参阅您的相应聊天模型的集成页面参考

本地模型

LangChain 支持在您自己的硬件上本地运行模型。这对于数据隐私至关重要、您想调用自定义模型或希望避免使用基于云的模型产生的成本等场景非常有用。 Ollama 是本地运行聊天和嵌入模型的最简单方法之一。

提示缓存

许多提供商提供提示缓存功能,以减少重复处理相同令牌时的延迟和成本。这些功能可以是隐式的或显式的:
提示缓存通常仅在超过最小输入令牌阈值时才会启用。有关详细信息,请参阅提供商页面
缓存使用情况将反映在模型响应的使用元数据中。

服务器端工具使用

一些提供商支持服务器端工具调用循环:模型可以在单个对话轮次中与网络搜索、代码解释器和其他工具交互并分析结果。 如果模型在服务器端调用工具,响应消息的内容将包含表示工具调用和结果的内容。访问响应的内容块将以与提供商无关的格式返回服务器端工具调用和结果:
使用服务器端工具调用进行调用
结果可展开
这代表一个对话轮次;没有需要像客户端工具调用那样传入的关联 ToolMessage 对象。 有关可用工具和使用详情,请参阅您给定提供商的集成页面

速率限制

许多聊天模型提供商对在给定时间段内可以进行的调用次数施加限制。如果您达到速率限制,通常会从提供商收到速率限制错误响应,并且需要等待才能发出更多请求。 为了帮助管理速率限制,聊天模型集成接受一个 rate_limiter 参数,该参数可以在初始化时提供,以控制发出请求的速率。
LangChain 自带(可选的)内置 InMemoryRateLimiter。此限制器是线程安全的,可以由同一进程中的多个线程共享。
定义速率限制器
提供的速率限制器只能限制每单位时间的请求数量。如果您还需要根据请求大小进行限制,它将无济于事。

基础 URL 和代理设置

您可以为实现 OpenAI 聊天补全 API 的提供商配置自定义基础 URL。
model_provider="openai"(或直接使用 ChatOpenAI)针对的是官方 OpenAI API 规范。来自路由器和代理的提供商特定字段可能不会被提取或保留。对于 OpenRouter 和 LiteLLM,请优先使用专用集成:
许多模型提供商提供 OpenAI 兼容的 API(例如 Together AIvLLM)。您可以使用 init_chat_model 与这些提供商一起使用,方法是指定适当的 base_url 参数:
使用直接聊天模型类实例化时,参数名称可能因提供商而异。有关详细信息,请查看相应的参考
对于需要 HTTP 代理的部署,一些模型集成支持代理配置:
代理支持因集成而异。有关代理配置选项,请查看特定模型提供商的参考

对数概率

某些模型可以通过在初始化模型时设置 logprobs 参数来配置返回令牌级别的对数概率,表示给定令牌的可能性:

令牌使用情况

许多模型提供商在调用响应中返回令牌使用情况信息。当可用时,此信息将包含在相应模型生成的 AIMessage 对象上。有关更多详细信息,请参阅消息指南。
一些提供商 API,特别是 OpenAI 和 Azure OpenAI 聊天补全,要求用户选择加入以在流式传输上下文中接收令牌使用情况数据。有关详细信息,请参阅集成指南的流式传输使用元数据部分。
您可以使用回调或上下文管理器跟踪应用程序中跨模型的聚合令牌计数,如下所示:

调用配置

调用模型时,您可以使用 RunnableConfig 字典通过 config 参数传递额外的配置。这提供了对执行行为、回调和元数据跟踪的运行时控制。 常见的配置选项包括:
使用配置进行调用
这些配置值在以下情况下特别有用:
  • 使用 LangSmith 跟踪进行调试
  • 实现自定义日志记录或监控
  • 在生产环境中控制资源使用
  • 跟踪复杂管道中的调用
string
在日志和跟踪中标识此特定调用。不会被子调用继承。
string[]
由所有子调用继承的标签,用于调试工具中的过滤和组织。
object
用于跟踪额外上下文的自定义键值对,由所有子调用继承。
number
使用 batch()batch_as_completed() 时控制最大并行调用数。
array
用于监控和响应执行期间事件的处理器。
number
链的最大递归深度,以防止复杂管道中的无限循环。
有关所有支持的属性,请参阅完整的 RunnableConfig 参考。

可配置模型

您还可以通过指定 configurable_fields 创建运行时可配置的模型。如果您没有指定模型值,则 'model''model_provider' 将默认可配置。
我们可以创建一个具有默认模型值的可配置模型,指定哪些参数是可配置的,并为可配置参数添加前缀:
有关 configurable_fieldsconfig_prefix 的更多详细信息,请参阅 init_chat_model 参考。
我们可以对可配置模型调用声明性操作,如 bind_toolswith_structured_outputwith_configurable 等,并以与常规实例化的聊天模型对象相同的方式链接可配置模型。