Function Calling + LangChain 拉通业务系统的技术架构

近年来，大型语言模型（LLMs）如GPT-4的发展极大地推动了自然语言处理（NLP）领域的进步。这些模型在内容生成、语言翻译和对话系统等多个应用中展示了其强大的能力。然而，传统语言模型的局限性在于它们只能进行语言生成，无法与外部系统、API或自定义函数进行交互。本文将介绍如何通过Function Calling和LangChain技术架构，将LLMs与业务系统连接，探索其在实际业务流程中的应用和价值。

一、大型语言模型的概述

1.1 LLMs的定义与发展

LLMs通过训练海量数据生成高级语言模型，从最初的GPT-3到如今的GPT-4，这些模型在理解和生成自然语言文本方面取得了显著进步，被广泛应用于自动化内容创作、聊天机器人、语言翻译等多个领域。

1.2 传统LLMs的局限性

尽管LLMs在语言生成方面表现出色，但它们的局限性也非常明显。传统的LLMs无法获取实时数据，也不能与外部系统进行交互，这限制了它们在复杂业务场景中的应用。

二、Function Calling与LangChain的概念与机制

2.1 什么是Function Calling？

Function Calling是一种使LLMs能够与外部系统、API或自定义函数进行交互的新兴技术。通过解析用户请求并自动选择和调用适当的外部功能，Function Calling实现了更复杂和动态的交互。

2.2 什么是LangChain？

LangChain是一种用于构建和管理复杂语言模型应用的框架。它提供了模块化和可扩展的架构，使开发者能够轻松集成多种功能和服务，从而增强LLMs的能力。

2.3 Function Calling与LangChain的结合

将Function Calling与LangChain结合，可以实现LLMs与业务系统的无缝对接。Function Calling负责解析和执行请求，LangChain提供框架和工具，以便管理这些交互过程。

三、Function Calling+LangChain的技术架构

3.1 技术架构概览

技术架构包括以下几个核心组件：

• 用户接口层：通过自然语言输入需求（prompt），用户与业务系统（应用）交互。

• 解析与路由层：利用Function Calling解析用户请求，并确定所需的外部功能。

• 功能调用层：通过LangChain框架管理和执行具体的功能调用。

• 数据处理层：处理和分析从外部系统获取的数据。

• 结果反馈层：将处理后的结果反馈给用户。

3.2 解析与路由

用户通过自然语言输入需求，Function Calling模块解析请求内容和意图，并确定所需的外部功能或API。LangChain框架则负责管理这些解析过程，确保请求被正确路由到相应的功能模块。

3.3 功能调用与数据处理

在功能调用层，LangChain通过预先设定的接口，选择并调用相关外部功能。外部系统返回数据后，数据处理层进行处理和分析，将结果转换为自然语言反馈给用户。例如，模型可以将复杂的金融数据分析结果生成简明的投资建议报告。

3.4 结果展示与交互

结果反馈层通过用户友好的界面展示处理结果，用户可以进一步与模型进行交互，提出新的请求或调整需求，从而实现连续、动态的交互流程。

3.5代码示例

`import openai``import os``import tiktoken``# 加载 .env 文件``from dotenv import load_dotenv, find_dotenv``from langchain.prompts import PromptTemplate``from langchain.llms import OpenAI``from langchain.chains import LLMChain``from langchain.chains import LLMRequestsChain``#from langchain.chat_models import AzureChatOpenAI``from langchain.chat_models import ChatOpenAI #直接访问OpenAI的GPT服务``   ``_ = load_dotenv(find_dotenv())``# 从环境变量中获得你的 OpenAI Key和配置URL``openai.api_key = os.getenv('OPENAI_API_KEY')``openai.api_base = os.getenv('OPENAI_API_URL')``model = os.getenv('OPENAI_API_MODEL')``   ``   ``   ``llm = ChatOpenAI(model_name=model, temperature=0) #直接访问OpenAI的GPT服务``#llm = AzureChatOpenAI( model_name=model, temperature=0, max_tokens=200) # 通过Azure的OpenAI服务``#根据查询的结果结果返回给大模型，大模型再组装后进行返回``def query_baidu(question):`      `template = """Between >>> and <<< are the raw search result text from web.`      `Extract the answer to the question '{query}' or say "not found" if the information is not contained.`      `Use the format`      `Extracted:<answer or "not found">`      `>>> {requests_result} <<<`      `Extracted:"""``   `      `PROMPT = PromptTemplate(`          `input_variables=["query", "requests_result"],`          `template=template,`      `)``   `      `inputs = {`          `"query": question,`          `"url": "http://www.baidu.com/s?wd=" + question.replace(" ", "+")`      `}`      `requests_chain = LLMRequestsChain(llm_chain = LLMChain(llm=llm, prompt=PROMPT), output_key="query_info", verbose=True)`      `res = requests_chain.run(inputs)`      `return res``   ``#python 程序入口``if __name__ == "__main__":`   `print(query_baidu("今天长沙的天气？"))`   
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四、Function Calling+LangChain的应用场景

4.1 实时数据获取与处理

在金融市场分析中，Function Calling+LangChain架构可以帮助模型实时获取市场数据，进行分析并提供最新的投资建议。在新闻与信息监控中，模型可以实时跟踪热点事件，提供及时的信息更新。

4.2 业务流程自动化

在客户服务和支持方面，通过与客户关系管理系统的交互，模型可以自动处理客户查询，提高客户满意度。此外，作为自动化办公助手，模型可以处理日常的办公任务，如安排会议、发送邮件等，提高工作效率。

4.3 复杂决策支持

在智能推荐系统中，Function Calling+LangChain架构可以根据用户的实时数据和偏好，提供个性化的推荐。在供应链管理中，模型可以与供应链系统进行交互，优化库存管理和物流安排，提升整体运营效率。

五、Function Calling+LangChain的优势与挑战

5.1 优势分析

Function Calling与LangChain的结合，使得LLMs不仅限于语言生成，而是能够参与到实际的业务流程中。通过实时获取和处理数据，模型的实用性和应用范围得到了极大的提升，增强了与用户的交互能力。

5.2 面临的挑战

尽管Function Calling与LangChain架构带来了诸多优势，但也面临一些挑战。首先是安全与隐私问题，如何确保数据的安全传输和存储是一个重要课题。其次，技术实现的难度较高，需要投入大量的资源和精力。此外，该架构的实现也涉及到较高的成本，需要企业在预算和资源分配上做出合理的规划。

六、未来展望

6.1 技术趋势预测

随着技术的不断发展，Function Calling与LangChain的结合将变得更加智能和高效。未来，我们可以预见到更多跨领域的应用，模型将能够在更多复杂的场景中提供解决方案。

6.2 对企业与个人的影响

Function Calling与LangChain架构将推动企业的数字化转型，提升企业的运营效率和竞争力。同时，个人用户也将从中受益，获得更高效的生产力工具，改善工作和生活方式。

总结

Function Calling与LangChain架构为LLMs的发展带来了新的契机，使其能够超越纯粹的语言生成能力，参与到实际的业务流程和复杂决策中。通过这一技术架构，LLMs的应用范围得到了极大的扩展，为企业和个人带来了更多的价值。未来，我们期待看到更多企业和开发者利用这一技术，实现业务的创新和发展。

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