0 前言
手动维护和管理ChatMessage
比较繁琐。因此,LangChain4j 提供了ChatMemory
抽象以及多个开箱即用的实现:
ChatMemory
可以作为一个独立的底层组件使用- 也可作为类似AI服务等高级组件的一部分使用
ChatMemory
作为ChatMessage
的容器(基于List
),并提供以下附加功能:
- 驱逐策略
- 持久化
- 对
SystemMessage
的特殊处理 - 对工具消息的特殊处理
1 内存 V.S 历史记录
“内存”和“历史记录”相似但有区别:
- 历史记录会完整保留用户和 AI 之间的所有消息。历史记录是用户在界面中看到的内容,表示实际发生的对话。
- 内存则保存部分信息,这些信息会提供给 LLM,使其看起来像是“记住”了对话内容。 内存与历史记录非常不同,根据使用的内存算法,它可以以多种方式修改历史记录: 驱逐某些消息,总结多条消息,提取独立消息的摘要,去除不重要的细节,注入额外信息(如用于 RAG 的信息)或指令(如用于结构化输出的指令)到消息中等。
LangChain4j 当前仅提供“内存”,而非“历史记录”。如果您需要保留整个历史记录,请手动进行保存。
2 驱逐策略
2.1必要性
适应 LLM 的上下文窗口
LLM 能一次处理的 token 数是有限。在某些情况下,对话可能会超出这个限制,此时需要驱逐部分消息。 通常,最早的消息会被驱逐,但如果需要,也可以实现更复杂的算法。
控制成本
每个 token 都有成本,因此每次调用 LLM 的成本会逐渐增加。驱逐不必要的消息可以降低成本。
控制延迟
发送给 LLM 的 token 越多,处理时间越长。
目前,LangChain4j 提供两种开箱即用的
2.2 实现
简单的MessageWindowChatMemory
作为滑动窗口保留最近的N
条消息,并驱逐不再符合条件的较旧消息。 由于每条消息包含的 token 数可能不同,MessageWindowChatMemory
主要用于快速原型开发。
复杂的TokenWindowChatMemory
也是滑动窗口,但重点是保留最近的N
个token,并根据需要驱逐较旧的消息。 消息是不可分割的。如果某条消息不符合条件,它将被完全驱逐。 TokenWindowChatMemory
需要一个Tokenizer
来统计每条ChatMessage
中的 token 数。
3 持久化
默认情况下,ChatMemory
的实现将ChatMessage
存储在内存中。如需持久化,可以实现自定义的ChatMemoryStore
, 将ChatMessage
存储在您选择的任何持久存储中:
class PersistentChatMemoryStore implements ChatMemoryStore {
@Override
public List<ChatMessage> getMessages(Object memoryId) {
// TODO: 实现通过内存 ID 从持久存储中获取所有消息的功能。
// 可以使用 ChatMessageDeserializer.messageFromJson(String) 和
// ChatMessageDeserializer.messagesFromJson(String) 来轻松从 JSON 反序列化聊天消息。
}
@Override
public void updateMessages(Object memoryId, List<ChatMessage> messages) {
// TODO: 实现通过内存 ID 更新持久存储中的所有消息。
// 可以使用 ChatMessageSerializer.messageToJson(ChatMessage) 和
// ChatMessageSerializer.messagesToJson(List<ChatMessage>) 来轻松将聊天消息序列化为 JSON。
}
@Override
public void deleteMessages(Object memoryId) {
// TODO: 实现通过内存 ID 删除持久存储中所有消息的功能。
}
}
ChatMemory chatMemory = MessageWindowChatMemory.builder()
.id("12345")
.maxMessages(10)
.chatMemoryStore(new PersistentChatMemoryStore())
.build();
每当新的ChatMessage
添加到ChatMemory
中时,updateMessages()
方法就会被调用。 通常在每次与 LLM 交互的过程中,这个方法会被调用两次:
- 一次是当添加新的
UserMessage
时 - 另一次是当添加新的
AiMessage
时。
updateMessages()
方法需要更新与给定内存 ID 相关联的所有消息。 可以将ChatMessage
分别存储(例如,每条消息一个记录/行/对象), 也可以将其一起存储(例如,整个ChatMemory
作为一个记录/行/对象)。
从
ChatMemory
中驱逐的消息也将从ChatMemoryStore
中驱逐。 当某条消息被驱逐时,updateMessages()
方法将被调用, 并且传递的消息列表不包含已驱逐的消息。
每当ChatMemory
的用户请求所有消息时,都会调用getMessages()
方法。 通常在每次与 LLM 交互时调用一次。 Object memoryId
参数的值对应于创建ChatMemory
时指定的id
,
它可以用于区分多个用户和/或对话。 getMessages()
方法应该返回与给定内存 ID 相关联的所有消息。
每当调用ChatMemory.clear()
时,都会调用deleteMessages()
方法。 如果不使用此功能,可以将此方法留空。
4 SystemMessage的特殊处理
特殊的消息类型:
- 一旦添加,
SystemMessage
将始终保留 - 一次只能保存一个
SystemMessage
- 如添加相同内容的
SystemMessage
,则会被忽略 - 如添加不同内容的
SystemMessage
,它将替换之前的消息
5 工具消息的特殊处理
如果包含ToolExecutionRequest
的AiMessage
被驱逐, 后续的孤立ToolExecutionResultMessage
也会自动被驱逐, 以避免某些 LLM 提供商(如 OpenAI)不允许在请求中发送孤立的ToolExecutionResultMessage
的问题。