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一步步教你LangGraph Studio:可视化调试基于LangGraph构建的AI智能体
发布日期:2024-09-29 09:08:16 浏览次数: 1645



之前我们在第一时间介绍过使用LangChain的LangGraph开发复杂的RAG或者Agent应用,随着版本的迭代,LangGraph已经成为可以独立于LangChain核心,用于开发多步骤、面向复杂任务、支持循环的AI智能体的强大框架。

近期LangGraph推出了一个使得复杂AI智能体开发更加高效的工具:LangGraph Studio,一个为可视化测试与调试基于LangGraph构建的AI智能体而设计的集成环境。本文将带领大家初步探索这个新的工具。

1. 回顾LangGraph并创建测试智能体


LangGraph是用于构建基于LLM的复杂智能体的底层框架(注意LangGraph并非类似于Coze这样的低代码Agent构建平台),它的确更复杂但也更强大(与其类似的是另一家主流框架LlamaIndex推出的Workflows)。主要特点有:

  • 基于图结构定义的AI工作流

  • 支持复杂的循环与条件分支

  • 细粒度的智能体控制,而非智能体“黑盒子”

  • 智能体状态的持久化,可单步控制、暂停与恢复

  • 支持多智能体开发、人机交互工作流


现在让我们参考官方应用构建一个简单的测试智能体,这个智能体的Graph图定义如下:

这是一个非常简单的智能体,流程描述如下:

  1. 用户输入问题

  2. 调用LLM获得问题答案,并决定是否需要调用搜索工具

  3. 如果需要,则调用搜索引擎获得结果,并返回给LLM继续

  4. 如果不再需要搜索,则给出答案,流程结束


现在使用LangGraph实现这个智能体:

【定义State】

定义在工作流中传递与保持的“状态”数据,可以理解为全局共享数据:

from typing import TypedDict,TypedDict, Annotated, Sequence
from langgraph.graph import StateGraph, END
from langgraph.graph import add_messages
from langchain_core.messages import BaseMessage
from langchain_openai import ChatOpenAI
from langgraph.prebuilt import ToolNode
from langchain_community.tools.tavily_search import TavilySearchResults

class AgentState(TypedDict):    
    messages: Annotated[Sequence[BaseMessage], add_messages]

【定义Node】

定义一个工作流中的处理节点,这里主要有两个:LLM调用与搜索引擎调用。另外定义一个辅助判断方法,用来决定是否需要调用搜索引擎。

# 调用搜索引擎的工具节点,利用ToolNode构建
tools = [TavilySearchResults(max_results=1)]
tool_node = ToolNode(tools)

# 调用大模型
def call_llm(state):
    messages = state["messages"]
    messages = [{"role": "system", "content": "你是一个中文智能小助手。"}] + messages
    model = ChatOpenAI(temperature=0, model_name="gpt-4o-mini")
    model = model.bind_tools(tools)
    response = model.invoke(messages)
    return {"messages": [response]}

# 一个辅助方法:判断是否需要调用工具
def should_continue(state):
    messages = state["messages"]
    last_message = messages[-1]

    #根据大模型的反馈来决定是结束,还是调用工具
    if not last_message.tool_calls:
        return "end"
    else:
        return "continue"

【定义Graph】

现在你可以定义Graph - 也就是智能体的工作流。

# 定义一个graph
workflow = StateGraph(AgentState)

# 增加两个节点
workflow.add_node("llm", call_llm)
workflow.add_node("search", tool_node)

# 确定入口
workflow.set_entry_point("llm")

# 一个条件边,即从llm节点出来的两个分支及条件
workflow.add_conditional_edges(
    "llm",
    should_continue,
    {
        "continue": "search",
        "end": END,
    },
)

# search调用后返回llm
workflow.add_edge("search", "llm")

#编译
graph = workflow.compile()

#本地测试代码
if __name__ == "__main__":
    while True:
        user_input = input("User: ")
        print("User: "+ user_input)
        if user_input.lower() in ["quit", "exit", "q"]:
            print("Goodbye!")
            break
        
        response = graph.invoke({"messages": [("user", user_input)]})
        print(response["messages"][-1].content)

这里加上了本地测试代码,创建完成后可以在本地运行测试。

2. LangGraph Studio是什么?


LangGraph Studio是LangChain推出的专门用于复杂智能体与RAG应用可视化、交互与调试的桌面集成开发环境。借助于LangGraph Studio,你可以非常直观的观察所创建的AI智能体的工作流程,并与其进行交互来调试它的多步骤任务,监控各个步骤的状态与输入输出,从而更快的发现故障与修复。

需要注意的几点是:

  • LangGraph Studio不是一个快速创建LangGraph智能体的开发平台(至少目前还不是)。

  • LangGraph Studio的调试是针对LangGraph智能体的Cloud部署模式,即:将智能体部署在独立的API Server中,并通过API调用智能体。

  • 使用时,LangGraph Studio会把你的智能体打包成docker image,并在本地启动测试的API Server。原理如下图:

  • LangGraph Studio使用需要LangSmith的账号,可以去LangSmith免费注册,并获得LangSmith的API_Key。


3. 用LangGraph Studio在本地加载智能体


【准备工作:Docker安装】

由于LangGraph Studio需要启动一个Docker作为API Server,因此依赖于Docker Engine,请首先安装Docker Desktop,并确保docker-compose的版本为2.22.0或更高版本。

【步骤1:下载LangGraph Studio并安装】

进入LangGraph Studio的github项目地址(搜索langgraph-studio),下载桌面客户端(暂时只有Mac版本,很快支持其他平台)。下载完成后安装打开,并使用LangSmith账户登录(免费账户也可)。

【步骤2:配置项目目录】

为了让LangGraph Studio能够认识并在构建的API Server(Docker Image)中加载你的智能体,你的智能体项目需要满足必要的项目结构,一般类似于:

这里的agent.py为基于LangGraph的智能体代码(参考上文),此外需要三个基本的配置:

langgraph.json:基本配置文件。定义依赖项、环境变量、智能体路径等配置的文件。下图是例子配置,内容很好理解,就是一些路径和指向,请根据自己实际的目录结构进行修改。

requirements.txt:项目依赖。用来在docker中运行Agent。下图是例子配置:

.env:智能体运行时需要的环境变量,比如OPENAI_API_KEY等。这里我们的配置项包括:

【步骤三:用LangGraph Studio加载智能体】

确保Docker后台在运行。

打开LangGraph Studio,使用LangSmith账户登录。

导航到你的langgraph.json文件所在的项目目录,并选择该目录打开。

如果一切正常,一段时间后(构建docker image并启动),你将会看到代理的可视化表示。常见的问题通常和配置错误有关,比如不正确的LangSmith的API Key,或者配置中的目录名称错误等。

4. 用LangGraph Studio调试智能体


LangGraph Studio通过调用本地API Server(docker)中的智能体服务相关接口来向使用者提供一系列跟踪与调试功能,包括:

  • 与智能体对话:发送消息并接受反馈


在左上角菜单中选择需要调试的智能体Graph,然后在下方的Input区域,选择+Message,添加你的输入消息,然后点击Submit,就可以调用智能体:

智能体的响应会显示在右侧区域,会清晰地显示每个步骤的执行情况:

  • 编辑消息

LangGraph Studio一个重要的调试功能是可以查看当前运行线程中的某个步骤的消息,并对其进行编辑后创建一个新的“分支”运行,后续相关的步骤会在此基础上自动重新运行。通过这种方法,你可以观察到不同情况下的不同输出结果。比如,这里我们把这里搜索的结果手工做个修改:

然后点击下方的“Fork”按钮,此时智能体会从该节点生成一个新的“分支”运行,并重新输出结果。你可以点击下方的多个Fork之间的切换箭头来查看不同的结果,这对于智能体调试中观察不同中间结果的影响非常有用:

  • 设置中断

LangGraph Studio允许给需要调用的智能体设置中断(interrupts)来控制工作流程。这有点类似程序调试中的断点与单步执行:你可以在特点节点的前后来暂停工作流的运行以进行观察,然后决定是否继续。这可以用于对智能体的每一步行为进行细粒度观察与控制,以排除某种故障。

在左侧窗口区域右上角的菜单点击Interrupts按钮,然后选择需要中断的节点及时间点(节点前与节点后),然后运行。比如这里对所有节点设置中断,就会发现输出窗格中需要确认“Continue”后才会继续运行,否则将会一直阻塞等待:

  • 运行线程管理

你可以在客户端管理多个智能体运行线程,而不互相影响。在右侧区域左上角菜单中选择线程进行切换,或者创建一个新的线程,打开新的窗口,这样就可以启动一个新的会话。

  • 与LangSmith/VSCode的集成


LangGraph Studio与同属一家的LangSmith有着良好的集成,你可以在LangSmith中打开项目,可以查看到智能体的每一次运行的详细细节、输入输出、耗时、tokens使用、提示词等:

此外,你可以在LangGraph Studio中直接打开VScode对智能体代码进行编辑修改,修改后智能体会实时更新并部署到docker中,然后就可以重新调试,这对于需要反复修改迭代的智能体开发非常有用。

LangGraph Studio提供了一种可视化调试AI智能体的实用方法。它与LangGraph、LangSmith一起组成了一个构建复杂AI智能体的强大工具集。这个工具集既具有了底层开发框架的灵活(相对于低代码开发平台更强大与可控),也兼顾了智能体在跟踪与调试时所需要的简洁易用。





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