如何构建基于 RAG 本地知识库的 AI 问答工具?核心原理与实操步骤
摘要: RAG(检索增强生成)技术通过动态检索外部知识库提升大语言模型(LLM)的生成准确性和时效性,解决传统LLM的“幻觉”和知识滞后问题。本文基于Spring AI Alibaba框架,演示如何构建本地知识库问答系统:1)准备Markdown文档作为知识源;2)通过ETL流程(文档读取、转换、存储)处理数据;3)利用SimpleVectorStore实现向量存储;4)结合QuestionAns
RAG概念
RAG(Retrieval-Augmented Generation,检索增强生成)是融合信息检索与文本生成的关键技术,核心目标是提升大语言模型(LLM)生成内容的准确性与时效性。它通过在生成过程中动态调用外部知识库、补充所需信息,有效解决了传统 LLM 仅依赖训练数据导致的 “幻觉输出”(生成虚假信息)或回答滞后(无法覆盖训练后新内容)的核心缺陷。
简单来说,RAG 就像给 AI 配备了一个 “专属知识库”:当 AI 需要回答问题时,会先主动从这个知识库中检索相关、准确的信息,再基于这些真实资料组织回答 —— 而非仅凭记忆 “凭空想象”,从根本上提升了回答的可靠性。
通过 RAG 技术改造后,AI 就能:
- 准确回答关于特定内容的问题。
- 在合适的时机推荐相关课程和服务。
- 用特定的语气和用户交流。
- 提供更新、更准确的建议。
Spring AI 为我们实现RAG提供了全流程的支持,接下来就用 Spring AI 实现一个基于本地知识库的 AI 问答。
01
准备环境
开发工具:IDEA
构建工具:Gradle
开发环境:JDK21(17+即可)
技术框架:SpringBoot3.3.0 + Spring AI Alibaba 1.0.0-M6.1
02
引入Gradle依赖
这里我只引入核心依赖,其他的SpringBoot等基础依赖就不做展示了。
implementation 'com.alibaba.cloud.ai:spring-ai-alibaba-starter:1.0.0-M6.1'
03
准备知识库文档
文档可以是Text、PDF或Markdown文件等,这里我们就以Markdown文件为例。
将文档放在resources的document目录里下:
04
文档读取
对自己准备好的知识库文档进行处理,然后保存到向量数据库中。这个过程俗称 ETL(抽取、转换、加载),Spring AI 提供了对 ETL 的支持。
ETL 的 3 大核心组件,按照顺序执行:
- DocumentReader:读取文档,得到文档列表。
- DocumentTransformer:转换文档,得到处理后的文档列表。
- DocumentWriter:将文档列表保存到存储中(可以是向量数据库,也可以是其他存储)
通过 DocumentLoader 文档加载配置指定读取文档的细节,比如是否读取代码块、引用块等。还指定了额外的元信息配置,提取文档的文件名(fileName)作为文档的元信息,可以便于后续知识库实现更精确的检索。
@Component
05
向量转换和存储
为了实现方便,我们使用 Spring AI 内置的、基于内存读写的向量数据库 SimpleVectorStore 来保存文档。
SimpleVectorStore 实现了 VectorStore 接口,而 VectorStore 接口集成了 DocumentWriter,所以具备文档写入能力。
实现初始化向量数据库并且保存文档的方法。代码如下:
@Configuration
06
查询增强
Spring AI 通过 Advisor 特性提供了开箱即用的 RAG 功能。主要是 QuestionAnswerAdvisor 问答拦截器和RetrievalAugmentationAdvisor 检索增强拦截器。
查询增强的原理:向量数据库存储着 AI 模型本身不知道的数据,当用户问题发送给 AI 模型时,QuestionAnswerAdvisor 会查询向量数据库,获取与用户问题相关的文档。然后从向量数据库返回的响应会被附加到用户文本中,为 AI 模型提供上下文,帮助其生成回答。
@Slf4j
07
与RAG知识库对话方法
/**
08
单元测试
故意提问一个文档内有回答的问题。
文档部分内容:
@Test
输出结果:
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