LangChain 表达式语言 (LCEL)

先决条件

• Runnable 接口

LangChain Expression Language (LCEL) 采用声明式方法，从现有的 Runnables 构建新的 Runnables。

这意味着你描述你想要发生什么，而不是你想要它如何发生，从而允许 LangChain 优化链的运行时执行。

我们通常将使用 LCEL 创建的 Runnable 称为“链”。重要的是要记住，“链”是 Runnable，并且它实现了完整的 Runnable 接口。

注意

• LCEL 速查表 展示了涉及 Runnable 接口和 LCEL 表达式的常见模式。
• 请参阅以下 操作指南 列表，其中涵盖了 LCEL 的常见任务。
• 内置 Runnables 的列表可以在 LangChain Core API 参考 中找到。当使用 LCEL 在 LangChain 中组合自定义“链”时，许多这些 Runnables 都很有用。

LCEL 的优势

LangChain 以多种方式优化使用 LCEL 构建的链的运行时执行

• 优化并行执行：使用 RunnableParallel 并行运行 Runnables，或使用 Runnable Batch API 并行运行多个输入通过给定的链。并行执行可以显著减少延迟，因为可以并行而不是顺序地完成处理。
• 简化流式传输：LCEL 链可以流式传输，从而允许在链执行时进行增量输出。LangChain 可以优化输出的流式传输，以最大限度地减少首个令牌时间（直到来自聊天模型或llm的第一个输出块出现的时间）。

其他优势包括

• 无缝 LangSmith 追踪 随着你的链变得越来越复杂，了解每个步骤究竟发生了什么是越来越重要的。使用 LCEL，所有步骤都会自动记录到 LangSmith，以实现最大的可观察性和可调试性。
• 标准 API：由于所有链都是使用 Runnable 接口构建的，因此它们可以像任何其他 Runnable 一样使用。
• 可使用 LangServe 部署：使用 LCEL 构建的链可以使用 LangServe 部署以供生产使用。

我应该使用 LCEL 吗？

LCEL 是一种 编排解决方案 —— 它允许 LangChain 以优化的方式处理链的运行时执行。

虽然我们已经看到用户在生产环境中运行包含数百个步骤的链，但我们通常建议将 LCEL 用于更简单的编排任务。当应用程序需要复杂的状态管理、分支、循环或多个代理时，我们建议用户利用 LangGraph。

在 LangGraph 中，用户定义指定应用程序流程的图。这允许用户在需要 LCEL 时在单个节点内继续使用 LCEL，同时可以轻松定义更易读和可维护的复杂编排逻辑。

以下是一些指南

• 如果你要进行单个 LLM 调用，则不需要 LCEL；而是直接调用底层的聊天模型。
• 如果你有一个简单的链（例如，提示 + llm + 解析器，简单的检索设置等），如果你正在利用 LCEL 的优势，则 LCEL 是一个合理的选择。
• 如果你正在构建一个复杂的链（例如，带有分支、循环、多个代理等），请改用 LangGraph。请记住，你始终可以在 LangGraph 中的单个节点内使用 LCEL。

组合原语

LCEL 链是通过将现有的 Runnables 组合在一起来构建的。两个主要的组合原语是 RunnableSequence 和 RunnableParallel。

许多其他组合原语（例如，RunnableAssign）可以被认为是这两个原语的变体。

注意

你可以在 LangChain Core API 参考 中找到所有组合原语的列表。

RunnableSequence

RunnableSequence 是一种组合原语，允许你按顺序“链接”多个 runnables，其中一个 runnable 的输出充当下一个 runnable 的输入。

import { RunnableSequence } from "@langchain/core/runnables";
const chain = new RunnableSequence({
  first: runnable1,
  // Optional, use if you have more than two runnables
  // middle: [...],
  last: runnable2,
});

使用某些输入调用 chain

const finalOutput = await chain.invoke(someInput);

对应于以下内容

const output1 = await runnable1.invoke(someInput);
const finalOutput = await runnable2.invoke(output1);

注意

runnable1 和 runnable2 是你想要链接在一起的任何 Runnable 的占位符。

RunnableParallel

RunnableParallel 是一种组合原语，允许你并发运行多个 runnables，每个 runnable 都提供相同的输入。

import { RunnableParallel } from "@langchain/core/runnables";
const chain = new RunnableParallel({
  key1: runnable1,
  key2: runnable2,
});

使用某些输入调用 chain

const finalOutput = await chain.invoke(someInput);

将产生一个 finalOutput 对象，该对象具有与输入对象相同的键，但值被相应 runnable 的输出替换。

{
  key1: await runnable1.invoke(someInput),
  key2: await runnable2.invoke(someInput),
}

回想一下，runnables 是并行执行的，因此虽然结果与上面显示的对象理解相同，但执行时间要快得多。

组合语法

RunnableSequence 和 RunnableParallel 的使用非常普遍，因此我们创建了一个使用它们的简写语法。这有助于使代码更具可读性和简洁性。

pipe 方法。

你可以使用 .pipe(runnable) 方法将 runnables 管道连接在一起。

const chain = runnable1.pipe(runnable2);

等效于

const chain = new RunnableSequence({
  first: runnable1,
  last: runnable2,
});

RunnableLambda 函数

你可以通过 RunnableLambda 类将通用 TypeScript 函数定义为 runnables。

const someFunc = RunnableLambda.from((input) => {
  return input;
});

const chain = someFunc.pipe(runnable1);

旧版链

LCEL 旨在围绕行为和自定义提供一致性，而不是旧版子类化的链，例如 LLMChain 和 ConversationalRetrievalChain。许多这些旧版链隐藏了重要的细节，例如提示，并且随着更多种类的可行模型的出现，自定义变得越来越重要。

有关如何使用 LCEL 完成特定任务的指南，请查看相关的操作指南。