LangChain从入门到精通:构建大模型应用的必学框架!
LangChain是构建大语言模型应用的开源框架,作为AI应用中间层,解决Prompt管理、上下文控制、外部数据接入等问题。其核心抽象包括LLM接口、结构化提示词、可组合执行流程、上下文管理、检索接口等组件。通过LangChain,开发者可构建企业知识库、智能客服等应用,使大模型应用从Demo走向生产环境具备工程结构和系统能力。
简介
LangChain是构建大语言模型应用的开源框架,作为AI应用中间层,解决Prompt管理、上下文控制、外部数据接入等问题。其核心抽象包括LLM接口、结构化提示词、可组合执行流程、上下文管理、检索接口等组件。通过LangChain,开发者可构建企业知识库、智能客服等应用,使大模型应用从Demo走向生产环境具备工程结构和系统能力。

引言
随着大语言模型能力的快速演进,真正的技术挑战已经不再是“如何调用模型”,而是:
•如何组织Prompt
•如何管理上下文
•如何接入外部数据
•如何构建多步骤推理流程
•如何让模型在复杂任务中稳定工作
LangChain 正是为解决这些问题而诞生的框架。
它不是一个模型,也不是一个简单的SDK,而是一个用于构建LLM 应用的应用层编排框架。
1. LangChain 是什么
LangChain 是一个用于构建大模型应用(LLM Applications)的开源框架,其核心目标是:
将模型、提示词、数据源、工具和控制逻辑组织成可复用、可组合、可维护的应用流程。
在架构层面,LangChain 处于:
•大模型API 之上
•具体业务逻辑之下
它承担的是**“AI 应用的中间层 / 编排层”** 角色。
2. LangChain 解决了哪些问题
在没有LangChain 的情况下,LLM 应用通常存在以下问题:
1.Prompt 分散在代码中,难以维护
2.多轮对话上下文不可控
3.检索、生成、工具调用逻辑耦合严重
4.难以构建多步骤推理流程
5.应用无法演进为复杂系统
LangChain 的设计目标正是系统性地解决上述问题。
3. LangChain 的核心抽象模型
LangChain 的能力建立在一组高度内聚的抽象之上:
| 抽象 | 作用 |
| LLM / ChatModel | 大模型统一接口 |
| PromptTemplate | 结构化提示词 |
| Chain | 可组合的执行流程 |
| Memory | 上下文与状态管理 |
| Retriever | 检索接口 |
| VectorStore | 向量存储 |
| Tool | 外部能力封装 |
| Agent | 推理+ 决策控制器 |
这些抽象共同构成了LangChain 的技术骨架。
4. 安装与基础调用
JavaScript
| npm install langchain @langchain/openai |
| import { ChatOpenAI } from “@langchain/openai”; const model = new ChatOpenAI({ model: “gpt-4o-mini” }); const res = await model.invoke(“用一句话说明 LangChain 的作用”); console.log(res.content); |
Python
| pip install langchain langchain-openai |
| from langchain_openai import ChatOpenAI model = ChatOpenAI(model=“gpt-4o-mini”) resp = model.invoke(“用一句话说明 LangChain 的作用”) print(resp.content) |
5. PromptTemplate:结构化提示词
PromptTemplate 用于将 Prompt 从字符串提升为可配置对象。
| import { PromptTemplate } from “langchain/prompts”; const prompt = new PromptTemplate({ template: “请解释 {concept} 的核心作用”, inputVariables: [“concept”] }); const text = await prompt.format({ concept: “LangChain” }); |
优势在于:
•参数明确
•可复用
•易组合
6. Chain:构建可组合的执行流程
Chain 是 LangChain 的核心执行单元。
| import { LLMChain } from “langchain/chains”; import { ChatOpenAI } from “@langchain/openai”; const chain = new LLMChain({ llm: new ChatOpenAI({ model: “gpt-4o-mini” }), prompt }); const result = await chain.invoke({ concept: “Chain 机制” }); |
Chain 使得 Prompt → 模型 → 输出 成为一个标准化流程单元。
7. Memory:上下文与状态管理
Memory 用于控制模型可感知的历史上下文。
| import { ConversationChain } from “langchain/chains”; import { BufferMemory } from “langchain/memory”; const chain = new ConversationChain({ llm: new ChatOpenAI(), memory: new BufferMemory() }); |
Memory 的存在,使多轮对话和状态管理成为一等能力。
8. 向量化与检索:RAG 的技术基础
RAG(Retrieval-Augmented Generation)并不是一个模型,而是一种架构模式。
LangChain 将 RAG 拆解为三个核心组件:
1.Text Splitter:文本分割
2.Embedding:向量化
3.VectorStore / Retriever:检索接口
9. LangChain RAG 实战案例
下面是一个结构完整、可运行的LangChain RAG 示例(简化版)。
9.1 文档准备与切分
import { RecursiveCharacterTextSplitter } from “langchain/text_splitter”; const text = LangChain 是一个用于构建大语言模型应用的框架, 核心目标是将模型、数据、工具组织成可维护的流程。 ; const splitter = new RecursiveCharacterTextSplitter({ chunkSize: 100, chunkOverlap: 20 }); const docs = await splitter.splitText(text); |
9.2 向量化并存入向量库
| import { OpenAIEmbeddings } from “@langchain/openai”; import { MemoryVectorStore } from “langchain/vectorstores/memory”; const vectorStore = await MemoryVectorStore.fromTexts( docs, docs.map(() => ({})), new OpenAIEmbeddings() ); |
9.3 基于检索的问答
| const results = await vectorStore.similaritySearch( “LangChain 的核心作用是什么?”, 2 ); console.log(results.map(r => r.pageContent)); |
9.4 结合模型生成最终回答
import { ChatOpenAI } from “@langchain/openai”; const context = results.map(r => r.pageContent).join(“\n”); const answer = await new ChatOpenAI().invoke( 基于以下资料回答问题:\n${context}\n\n问题:LangChain 的作用是什么? ); console.log(answer.content); |
10. Agent 与工具调用(进阶能力)
LangChain 的 Agent 允许模型在运行时:
•判断是否需要工具
•选择合适的工具
•执行并整合结果
这是构建复杂AI 系统的重要基础。
11. LangChain 的典型应用方向
•企业知识库问答(RAG)
•智能客服系统
•AI 助手与自动化 Agent
•多步骤任务执行系统
•AI 中台与能力编排层
12.结语
LangChain 的价值不在于 “帮你写 Prompt”,
而在于让大模型应用具备工程结构和系统能力。
当LLM 应用从 Demo 走向生产环境,
LangChain 几乎是绕不开的技术栈之一。
如果你正在构建真实的AI 应用系统,
理解并掌握LangChain,是非常值得投入的一步。
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- 为什么要做 RAG
- 什么是模型
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- 求解器 & 损失函数简介
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- Transformer结构简介
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