Java 微服务 AI 集成：LangChain4j 与 SpringAI

发布于：2025-08-30 ⋅ 阅读:(22) ⋅ 点赞:(0)
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一、框架全景解析：LangChain4j 与 SpringAI 核心架构

1.1 框架起源与定位

LangChain4j：由 LangChain 社区推出的 Java 版本实现，旨在为 Java 开发者提供与 Python 版 LangChain 相似的功能体验。官方定位为 "Java ecosystem for working with LLMs"，专注于提供灵活的 LLM 交互抽象和链式调用能力（来源：LangChain4j 官方文档）。

SpringAI：Spring 生态官方推出的 AI 集成框架，定位为 "Apply AI principles to Spring applications"，致力于将 AI 能力无缝融入 Spring 生态，提供与 Spring Boot、Spring Cloud 等组件的自然集成（来源：SpringAI 官方 GitHub 仓库）。

1.2 核心架构对比

1.3 生态系统与集成能力

LangChain4j 的优势在于：

  • 与主流 LLM 提供商的广泛兼容性
  • 灵活的链式处理机制
  • 丰富的记忆实现策略
  • 轻量级设计，可集成到任何 Java 应用

SpringAI 的优势在于：

  • 与 Spring 生态（Spring Boot、Spring Cloud 等）深度集成
  • 基于 Spring 的依赖注入和自动配置机制
  • 统一的客户端抽象，简化多模型切换
  • 与 Spring Data 等组件的自然融合

二、环境搭建：从零开始的 AI 集成准备

2.1 开发环境要求

  • JDK 17+（推荐 Amazon Corretto 17 或 Oracle JDK 17）
  • Maven 3.8 + 或 Gradle 7.5+
  • Spring Boot 3.2+（如使用 Spring 生态）
  • 一个或多个 LLM API 密钥（如 OpenAI、Anthropic 等）

2.2 项目初始化与依赖配置

2.2.1 LangChain4j 项目配置
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>langchain4j-demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <langchain4j.version>0.24.0</langchain4j.version>
        <lombok.version>1.18.30</lombok.version>
        <commons-lang3.version>3.14.0</commons-lang3.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <!-- LangChain4j核心依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>dev.langchain4j</groupId>
            <artifactId>langchain4j-core</artifactId>
            <version>${langchain4j.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- OpenAI集成 -->
        <dependency>
            <groupId>dev.langchain4j</groupId>
            <artifactId>langchain4j-openai</artifactId>
            <version>${langchain4j.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- 内存存储 -->
        <dependency>
            <groupId>dev.langchain4j</groupId>
            <artifactId>langchain4j-memory</artifactId>
            <version>${langchain4j.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- Lombok -->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>${lombok.version}</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        
        <!-- Apache Commons Lang -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>${commons-lang3.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- Spring Context (可选，用于依赖注入) -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>6.1.2</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>
2.2.2 SpringAI 项目配置
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>3.2.0</version>
        <relativePath/>
    </parent>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>spring-ai-demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <spring-ai.version>0.8.1</spring-ai.version>
        <lombok.version>1.18.30</lombok.version>
        <commons-lang3.version>3.14.0</commons-lang3.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <!-- Spring Boot Starter -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        
        <!-- Spring AI Starter -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.ai</groupId>
            <artifactId>spring-ai-starter-openai</artifactId>
            <version>${spring-ai.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- Spring AI Vector Store (可选) -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.ai</groupId>
            <artifactId>spring-ai-pinecone-store</artifactId>
            <version>${spring-ai.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- Lombok -->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>${lombok.version}</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        
        <!-- Apache Commons Lang -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>${commons-lang3.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- Spring Boot Test -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <repositories>
        <!-- Spring AI仓库 -->
        <repository>
            <id>spring-milestones</id>
            <name>Spring Milestones</name>
            <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>
</project>

2.3 配置文件设置

2.3.1 LangChain4j 配置（application.yml）
langchain4j:
  openai:
    api-key: ${OPENAI_API_KEY:your-api-key-here}
    model-name: gpt-3.5-turbo
    temperature: 0.7
  memory:
    max-messages: 10
    retention-policy: RECENT
2.3.2 SpringAI 配置（application.yml）
spring:
  ai:
    openai:
      api-key: ${OPENAI_API_KEY:your-api-key-here}
      chat:
        model: gpt-3.5-turbo
        temperature: 0.7
      embedding:
        model: text-embedding-ada-002
    vectorstore:
      pinecone:
        api-key: ${PINECONE_API_KEY:your-pinecone-key}
        environment: gcp-starter
        index-name: demo-index

三、LangChain4j 实战：构建智能问答服务

3.1 核心组件解析

LangChain4j 的核心组件围绕 "链 (Chain)" 的概念设计，主要包括：

  • LanguageModel：LLM 交互的核心接口
  • PromptTemplate：模板引擎，用于构建提示词
  • Memory：对话记忆组件，支持上下文管理
  • Chain：链式处理器，用于组合多个操作
  • Tool：外部工具调用接口

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