炸裂!Spring AI 1.0 正式发布,让 Java 再次伟大!
炸裂,炸裂,炸裂!从第一次提交代码到如今,颠末 2 年的沉淀,Spring AI 框架的第一个正式版本 1.0 终于发布了。https://pic.yupi.icu/1/1747881171718-91ac3eb5-049b-4510-8012-6736c40c9c95.png
有了这玩意,开辟 AI 应用就是洒洒水的事,Java 开辟者们是不是又爽了,反正我是很兴奋啊,让 Java 再次伟大!
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但大概许多同砚还不知道 Spring AI 能干什么,凭什么这玩意就让 Java 伟大了?
恰好我最近刚带编程导航的同砚做完一套 AI 超级智能体实战项目,绝不夸张地说,我已经把 Spring AI 玩得 “手拿把掐” 了。
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下面我来给大家快速分享一下 Spring AI 的焦点本领和魔法。看完之后,我相信你会点赞收藏三连,并且说一句:“伟的太大了”。
Spring AI 焦点特性
1、大模型调用本领
大模型调用本领是 AI 应用开辟的基础,答应应用步伐与各种 AI 大模型进行交互,发送提示词并获取模型的响应。Spring AI 提供了统一的接口来支持各种主流大模型,包括 OpenAI GPT 系列、Claude、通义千问等。
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Spring AI 通过配置 + 抽象接口简化了大模型的调用过程,我可以直接在配置中声明多个大模型:
spring:<br>ai:<br> # 阿里大模型<br> dashscope:<br> chat:<br> options:<br> model: qwen-max<br> # 本地大模型<br> ollama:<br> base-url: http://localhost:11434<br> chat:<br> model: gemma3:1b<br> # 谷歌大模型<br> vertex:<br> ai:<br> gemini:<br> chat:<br> options:<br> model: gemini-1.5-pro-001然后使用支持链式调用的 ChatClient 机动地调用各种差别的大模型:
// 使用 Spring AI 调用大模型<br>@Bean<br>public ChatClient chatClient(ChatModel chatModel) {<br> return ChatClient.builder(chatModel).build();<br>}<br><br>public String doChat(String message) {<br> ChatResponse response = chatClient<br> .prompt(message)<br> .call()<br> .chatResponse();<br> return response.getResult().getOutput().getText();<br>}只用一行代码,就能支持 Stream 流式响应,实现打字机效果:
chatClient<br> .prompt(message)<br> .stream()如果不使用 Spring AI,则需要为每个模型分别实现 API 调用,要本身编写请求、解析响应,很麻烦!
// 不使用 Spring AI 调用大模型<br>public String chatWithOpenAI(String message) {<br> // 配置 OpenAI API<br> OkHttpClient client = new OkHttpClient();<br> MediaType JSON = MediaType.get("application/json; charset=utf-8");<br> <br> // 构建请求体<br> JSONObject requestBody = new JSONObject();<br> requestBody.put("model", "gpt-3.5-turbo");<br> JSONArray messages = new JSONArray();<br> JSONObject userMessage = new JSONObject();<br> userMessage.put("role", "user");<br> userMessage.put("content", message);<br> messages.put(userMessage);<br> requestBody.put("messages", messages);<br> <br> // 发送请求<br> RequestBody body = RequestBody.create(requestBody.toString(), JSON);<br> Request request = new Request.Builder()<br> .url("https://api.openai.com/v1/chat/completions")<br> .header("Authorization", "Bearer " + OPENAI_API_KEY)<br> .post(body)<br> .build();<br> <br> try (Response response = client.newCall(request).execute()) {<br> String responseBody = response.body().string();<br> JSONObject jsonResponse = new JSONObject(responseBody);<br> return jsonResponse.getJSONArray("choices")<br> .getJSONObject(0)<br> .getJSONObject("message")<br> .getString("content");<br> } catch (Exception e) {<br> return "Error: " + e.getMessage();<br> }<br>}Spring AI 不仅提供了统一接口支持多种大模型,让我们可以轻松切换模型而无需修改业务代码。它还支持多模态大模型调用,使 AI 能够同时处理文本、图像、音频等多种输入类型。
我们只需要将图片等资源添加到消息对象中,一起发送给 AI 就可以了,使用 Spring AI 几行代码就能实现:
// 调用多模态模型<br>String response = ChatClient.create(chatModel).prompt()<br> .user(u -> u.text("描述这张图片中的内容")<br> .media(MimeTypeUtils.IMAGE_PNG, new ClassPathResource("/yupi.png")))<br> .call()<br> .content();如果不使用 Spring AI,多模态处理将变得复杂得多:
// 不使用 Spring AI 的多模态实现<br>public String analyzeImage(String textPrompt, File imageFile) {<br> // 读取图像文件并编码为 Base64<br> String base64Image = "";<br> try {<br> byte[] fileContent = Files.readAllBytes(imageFile.toPath());<br> base64Image = Base64.getEncoder().encodeToString(fileContent);<br> } catch (IOException e) {<br> return "Error reading image file: " + e.getMessage();<br> }<br> <br> // 构建请求体,不同模型的格式差异很大<br> JSONObject requestBody = new JSONObject();<br> requestBody.put("model", "gpt-4-vision-preview");<br> <br> JSONArray messages = new JSONArray();<br> JSONObject userMessage = new JSONObject();<br> userMessage.put("role", "user");<br> <br> // 构建复杂的内容数组<br> JSONArray contentArray = new JSONArray();<br> <br> // 添加文本部分<br> JSONObject textContent = new JSONObject();<br> textContent.put("type", "text");<br> textContent.put("text", textPrompt);<br> contentArray.put(textContent);<br> <br> // 添加图像部分<br> JSONObject imageContent = new JSONObject();<br> imageContent.put("type", "image_url");<br> JSONObject imageUrl = new JSONObject();<br> imageUrl.put("url", "data:image/png;base64," + base64Image);<br> imageContent.put("image_url", imageUrl);<br> contentArray.put(imageContent);<br> <br> userMessage.put("content", contentArray);<br> messages.put(userMessage);<br> requestBody.put("messages", messages);<br> <br> // 发送请求并解析响应...<br> // 代码略<br>}此外,Spring AI 提供了强大的 Advisors 机制,有点类似面向切面编程,可以在模型调用前后添加额外的逻辑,加强 AI 的本领。
举个例子,使用 Spring AI 内置的日记 Advisor,一行代码就能在调用 AI 前后记录日记:
// 使用 Advisors 增强 ChatClient<br>public String doChatWithAdvisors(String message, String chatId) {<br> ChatResponse response = chatClient<br> .prompt()<br> .user(message)<br> // 添加日志 Advisor<br> .advisors(new LoggingAdvisor())<br> .call()<br> .chatResponse();<br> return response.getResult().getOutput().getText();<br>}Advisor 的应用场景还有许多,比如调用 AI 前检查提示词是否安全、得到 AI 响应后保存到数据库中等等。
2、提示工程
提示工程(Prompt Engineering)是一门复杂的学问,指通过经心设计提示词,让 AI 更准确地理解用户意图,天生更符合预期的回答,减少幻觉(天生虚假信息)的概率,同时优化 AI 模型的性能体现并节流成本。
Spring AI 通过 Prompt 和 PromptTemplate 类实现提示工程。
Prompt 类可以统一封装多种差别类型的提示词,便于发送给大模型:
// 用户提示词<br>Message userMessage = new UserMessage(userText);<br>// 系统提示词<br>Message systemMessage = new SystemMessage(systemText);<br>Prompt prompt = new Prompt(List.of(userMessage, systemMessage));利用 PromptTemplate 可以创建支持替换变量的提示词模板,便于提示词的维护和复用:
// 使用 Spring AI 的提示模板<br>PromptTemplate promptTemplate = new PromptTemplate("你好,我是{name},我擅长{skill}");<br>Prompt prompt = promptTemplate.create(Map.of(<br> "name", "鱼皮", <br> "skill", "编程"<br>));<br>ChatResponse response = chatClient.call(prompt);如果不使用 Spring AI,你就需要手动 / 或者利用工具类来拼接提示词字符串,会更麻烦:
// 不使用 Spring AI 需要手动字符串拼接<br>String name = "AI 恋爱顾问";<br>String skill = "解决恋爱问题";<br>String promptText = "你好,我是" + name + ",我擅长" + skill;<br>// 还需自行实现条件逻辑、变量转义等<br>if(hasCondition) {<br> promptText += ",我注意到你可能遇到了" + conditionType + "问题";<br>}<br>// 调用 API 需自行封装请求<br>Response response = apiClient.sendPrompt(promptText);
3、会话记忆
会话记忆(Chat Memory)使 AI 能够保存多轮对话历史,理解上下文,实现连贯对话体验,防止 AI 断片儿。
利用 Spring AI 的 Advisor 机制,一行代码就能轻松开启对话记忆:
// 使用 Spring AI 的会话记忆<br>public String doChatWithMemory(String message, String chatId) {<br> ChatResponse response = chatClient<br> .prompt()<br> .user(message)<br> .advisors(<br> // 将对话记忆保存到内存中<br> new MessageChatMemoryAdvisor(new InMemoryChatMemory())<br> )<br> .call()<br> .chatResponse();<br> return response.getResult().getOutput().getText();<br>}还可以设置会话 id 实现隔离、设置上下文大小限制等参数:
// 使用 Spring AI 的会话记忆<br>public String doChatWithMemory(String message, String chatId) {<br> ChatResponse response = chatClient<br> .prompt()<br> .user(message)<br> .advisors(<br> // 将对话记忆保存到内存中<br> new MessageChatMemoryAdvisor(new InMemoryChatMemory())<br> )<br> .advisors(spec -> spec.param(CHAT_MEMORY_CONVERSATION_ID_KEY, chatId)<br> .param(CHAT_MEMORY_RETRIEVE_SIZE_KEY, 10))<br> .call()<br> .chatResponse();<br> return response.getResult().getOutput().getText();<br>}Spring AI 会自动处理上下文窗口大小限制,避免超出模型最大 token 限制。
如果不使用 Spring AI,需要手动管理对话历史,代码量一下子就上来了:
// 不使用 Spring AI 的会话记忆实现<br>Map<String, List<Message>> conversationHistory = new HashMap<>();<br><br>public String chat(String message, String userId) {<br> // 获取用户历史记录<br> List<Message> history = conversationHistory.getOrDefault(userId, new ArrayList<>());<br> <br> // 添加用户新消息<br> Message userMessage = new Message("user", message);<br> history.add(userMessage);<br> <br> // 构建完整历史上下文<br> StringBuilder contextBuilder = new StringBuilder();<br> for (Message msg : history) {<br> contextBuilder.append(msg.getRole()).append(": ").append(msg.getContent()).append("\n");<br> }<br> <br> // 调用 AI API<br> String response = callAiApi(contextBuilder.toString());<br> <br> // 保存 AI 回复到历史<br> Message aiMessage = new Message("assistant", response);<br> history.add(aiMessage);<br> conversationHistory.put(userId, history);<br> <br> return response;<br>}Spring AI 的实现非常良好,将会话存储和保存机制分离,我们可以本身界说 ChatMemory,将对话历史保存到数据库等持久存储中。
4、RAG 检索加强天生
RAG(Retrieval-Augmented Generation)是指利用外部知识来加强 AI 天见效果的技术。通过从知识库检索相关信息并注入到提示词中,让 AI 能够利用这些信息天生更准确的回答。
比如我带大家做了一个 AI 爱情大师应用,给 AI 预备了一套专注于爱情问答的知识库文档:
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利用 RAG 技术,AI 就能从我本身界说的知识库中获取到特定范畴的、最新的信息,不仅能减少大模型的幻觉(防止瞎编内容),还能趁机推荐一波本身的课程,岂不美哉?
以是 AI 的回复也不能完全相信哦~
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RAG 的完整工作流程包括文档收集和切割、向量转换和存储、文档过滤和检索、查询加强和关联 4 大步调。
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Spring AI 给 RAG 全流程的实现都提供了支持:
1)文档读取。直接利用 Spring AI 提供的文档加载器,各种类型的文档都能轻松读取:
public List<Document> loadDocuments() {<br> List<Document> documents = new ArrayList<>();<br> // 加载 Markdown 文档<br> Resource resource = resourceLoader.getResource("classpath:documents/knowledge.md");<br> MarkdownDocumentReaderConfig config = MarkdownDocumentReaderConfig.builder()<br> .withHorizontalRuleCreateDocument(true)<br> .withIncludeCodeBlock(true)<br> .withAdditionalMetadata("source", "knowledge-base")<br> .build();<br> MarkdownDocumentReader reader = new MarkdownDocumentReader(resource, config);<br> documents.addAll(reader.get());<br> return documents;<br>}2)向量存储。利用 Spring AI 提供的 VectorStore 轻松将文档转换为向量并保存到向量数据库中:
// 创建简单向量存储<br>SimpleVectorStore vectorStore = SimpleVectorStore.builder(embeddingModel)<br> .build();<br>// 加载文档并存储<br>List<Document> documents = documentLoader.loadDocuments();<br>vectorStore.add(documents);3)文档过滤检索 + 查询加强关联。直接使用 QuestionAnswerAdvisor,一行代码就可以让 Spring AI 自动从知识库中检索文档,并将检索到的文档提供给 AI 来加强输出效果。
ChatResponse response = chatClient.prompt()<br> .user(question)<br> .advisors(new QuestionAnswerAdvisor(vectorStore))<br> .call()<br> .chatResponse();如果不使用 Spring AI,上述过程的实现可就太复杂了,要本身检索文档、构建提示词等等:
// 不使用 Spring AI 的 RAG 实现<br>public String generateAnswerWithKnowledge(String query) {<br> // 1. 将查询转换为向量<br> float[] queryVector = embeddingService.embedText(query);<br> <br> // 2. 在向量数据库中搜索相似内容<br> List<Document> relevantDocs = new ArrayList<>();<br> for (Document doc : vectorDatabase.getAllDocuments()) {<br> float similarity = calculateCosineSimilarity(queryVector, doc.getVector());<br> if (similarity > 0.5) {<br> relevantDocs.add(doc);<br> }<br> }<br> relevantDocs.sort((a, b) -> Float.compare(<br> calculateCosineSimilarity(queryVector, b.getVector()),<br> calculateCosineSimilarity(queryVector, a.getVector())<br> ));<br> <br> // 3. 截取前三个最相关文档<br> relevantDocs = relevantDocs.subList(0, Math.min(3, relevantDocs.size()));<br> <br> // 4. 构建提示词,包含检索到的知识<br> StringBuilder prompt = new StringBuilder();<br> prompt.append("使用以下信息回答问题:\n\n");<br> for (Document doc : relevantDocs) {<br> prompt.append("---\n").append(doc.getContent()).append("\n---\n\n");<br> }<br> prompt.append("问题: ").append(query);<br> <br> // 5. 调用 AI 生成回答<br> return aiService.generateResponse(prompt.toString());<br>}除了实现基础的 RAG 本领外,Spring AI 还提供了更多高级本领来优化 RAG 的效果。比如提供了完整的 ETL流程的支持,能够快速抽取文档、切分处理文档、并加载到向量存储中。
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提供了多查询扩展器,可以为原始提示词天生多个查询变体,进步召回文档的几率:
MultiQueryExpander queryExpander = MultiQueryExpander.builder()<br> .chatClientBuilder(chatClientBuilder)<br> .numberOfQueries(3)<br> .build();<br>List<Query> queries = queryExpander.expand(new Query("谁是程序员鱼皮?"));提供了查询重写器,可以把原始提示词变得更精确和专业:
public String doQueryRewrite(String prompt) {<br> QueryTransformer queryTransformer = RewriteQueryTransformer.builder()<br> .chatClientBuilder(builder)<br> .build();<br> Query query = new Query(prompt);<br> // 执行查询重写<br> Query transformedQuery = queryTransformer.transform(query);<br> // 输出重写后的查询<br> return transformedQuery.text();<br>}效果如图:
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还支持自界说文档检索器,能够更机动地界说查询规则,比如按照文档的元信息精确查询、只查询相似度最高的 N 条数据等:
DocumentRetriever retriever = VectorStoreDocumentRetriever.builder()<br> .vectorStore(vectorStore)<br> .similarityThreshold(0.73)<br> .topK(5)<br> .filterExpression(new FilterExpressionBuilder()<br> .eq("name", "鱼皮")<br> .build())<br> .build();
5、工具调用
工具调用(Tool Calling)答应 AI 借助外部工具完成自身无法直接完成的任务,比如网络搜索、文件操纵、数据查询等。它扩展了 AI 的本领范围,使 AI 能够获取实时信息、执行现实操纵。
工具调用实现的本质是拼接提示词,让 AI 选择要调用哪些工具,然后由步伐调用工具并将返回效果交给 AI 进行后续输出。
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利用 Spring AI,只需要通过注解就能快速界说工具:
// 使用 Spring AI 定义工具<br>public class WebSearchTool {<br> @Tool(description = "Search for information from Baidu Search Engine")<br> public String searchWeb(<br> @ToolParam(description = "Search query keyword") String query) {<br> // 网络搜索实现<br> return "搜索结果: " + query + " 的相关信息...";<br> }<br>}然后一行代码就能使用工具,Spring AI 会控制步伐和大模型进行交互并自动调用工具,非常方便:
ChatResponse response = chatClient<br> .prompt()<br> .user(message)<br> .tools(new WebSearchTool())<br> .call()<br> .chatResponse();如果不使用 Spring AI,可就太复杂了!
// 不使用 Spring AI 的工具调用实现<br>public String handleUserRequest(String userMessage) {<br> // 1. 构建含工具定义的提示词<br> String toolDefinition = """<br> {<br> "tools": [<br> {<br> "name": "searchWeb",<br> "description": "Search for information from Baidu Search Engine",<br> "parameters": {<br> "type": "object",<br> "properties": {<br> "query": {<br> "type": "string",<br> "description": "Search query keyword"<br> }<br> },<br> "required": ["query"]<br> }<br> }<br> ]<br> }<br> """;<br> <br> // 2. 调用 AI 判断是否需要工具<br> JsonObject aiResponse = callAiWithTools(userMessage, toolDefinition);<br> <br> // 3. 解析 AI 响应判断是否需调用工具<br> if (aiResponse.has("tool_calls")) {<br> JsonArray toolCalls = aiResponse.getAsJsonArray("tool_calls");<br> <br> // 4. 依次执行每个工具<br> List<String> toolResults = new ArrayList<>();<br> for (JsonElement toolCall : toolCalls) {<br> String toolName = toolCall.getAsJsonObject().get("name").getAsString();<br> JsonObject args = toolCall.getAsJsonObject().get("arguments").getAsJsonObject();<br> <br> // 5. 根据工具名执行对应工具<br> if ("searchWeb".equals(toolName)) {<br> String query = args.get("query").getAsString();<br> String result = searchWeb(query); // 实际执行搜索<br> toolResults.add(result);<br> }<br> }<br> <br> // 6. 将工具结果发回给 AI 生成最终回答<br> return callAiWithToolResults(userMessage, toolCalls, toolResults);<br> }<br> <br> return aiResponse.get("content").getAsString();<br>}此外,Spring AI 提供了工具上下文 ToolContext,可以让步伐给工具通报额外参数,实现用户身份认证等功能。还支持直接返回模式(returnDirect),可以绕过大模型直接返回工具效果。
6、MCP 模型上下文协议
MCP(Model Context Protocol 模型上下文协议)是一种开放标准,目的是加强 AI 与外部体系的交互本领。MCP 为 AI 提供了与外部工具、资源和服务交互的标准化方式,让 AI 能够访问最新数据、执行复杂操纵,并与现有体系集成。
可以将 MCP 想象成 AI 应用的 USB 接口,就像 USB 为设备毗连各种外设和配件提供了标准化方式一样,MCP 为 AI 模型毗连差别的数据源和工具提供了标准化的方法。从而轻松加强 AI 的本领,有用降低开辟者的理解成本,并且打造出 MCP 服务生态。
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利用 Spring AI,我们可以快速接入别人的 MCP 服务,只需要界说 MCP 服务配置,然后直接通过 Bean 注入 MCP 服务提供的工具即可:
// 使用 Spring AI 的 MCP 客户端<br>// 1. 在配置文件中定义 MCP 服务<br>// mcp-servers.json<br>{<br> "mcpServers": {<br> "amap-maps": {<br> "command": "npx",<br> "args": ["-y", "@amap/amap-maps-mcp-server"],<br> "env": {"AMAP_MAPS_API_KEY": "你的API密钥"}<br> }<br>}<br>}<br><br>// 2. 在应用程序中使用 MCP 服务<br>@Resource<br>private ToolCallbackProvider toolCallbackProvider;<br><br>public String doChatWithMcp(String message) {<br> ChatResponse response = chatClient<br> .prompt()<br> .user(message)<br> .tools(toolCallbackProvider) // MCP 服务提供的所有工具<br> .call()<br> .chatResponse();<br> return response.getResult().getOutput().getText();<br>}当然,开辟 MCP 服务也很简单。先利用注解界说工具,然后将工具注册到 MCP 服务中:
// 定义工具<br>public class ImageSearchTool {<br> @Tool(description = "search image from web")<br> public String searchImage(@ToolParam(description = "Search query keyword") String query) {<br> // 搜索图片,返回结果<br> return "https://www.codefather.cn";<br> }<br>}<br><br>// 注册 MCP 服务<br>@Bean<br>public ToolCallbackProvider imageSearchTools() {<br> return MethodToolCallbackProvider.builder()<br> .toolObjects(new ImageSearchTool())<br> .build();<br>}如果不使用 Spring AI,你就需要引入 MCP 官方的 SDK 进行开辟,或者自主实现,太麻烦了!
// 不使用 Spring AI 的 MCP 实现<br>public String chatWithExternalTools(String userMessage) {<br> // 1. 启动外部 MCP 服务进程<br> Process mcpProcess = startMcpProcess("npx", "-y", "@amap/amap-maps-mcp-server");<br> <br> // 2. 建立与 MCP 服务的通信通道<br> InputStream inputStream = mcpProcess.getInputStream();<br> OutputStream outputStream = mcpProcess.getOutputStream();<br> <br> // 3. 发送初始化握手消息<br> JsonObject initMessage = new JsonObject();<br> initMessage.addProperty("jsonrpc", "2.0");<br> initMessage.addProperty("method", "initialize");<br> // ... 添加更多初始化参数<br> sendMessage(outputStream, initMessage);<br> <br> // 4. 接收并解析服务提供的工具定义<br> JsonObject response = readResponse(inputStream);<br> JsonArray toolDefinitions = extractToolDefinitions(response);<br> <br> // 5. 调用 AI 模型,将工具定义传递给模型<br> JsonObject aiResponse = callAiWithTools(userMessage, toolDefinitions);<br> <br> // 6. 解析 AI 响应,如果需要调用工具则发送给 MCP 服务<br> if (aiResponse.has("tool_calls")) {<br> JsonArray toolCalls = aiResponse.getAsJsonArray("tool_calls");<br> List<String> toolResults = new ArrayList<>();<br> <br> for (JsonElement toolCall : toolCalls) {<br> // 7. 将工具调用请求发送给 MCP 服务<br> JsonObject toolRequest = new JsonObject();<br> toolRequest.addProperty("jsonrpc", "2.0");<br> toolRequest.addProperty("method", "executeFunction");<br> // ... 添加工具调用参数<br> sendMessage(outputStream, toolRequest);<br> <br> // 8. 接收 MCP 服务的执行结果<br> JsonObject toolResponse = readResponse(inputStream);<br> toolResults.add(toolResponse.toString());<br> }<br> <br> // 9. 将工具结果发回给 AI 生成最终回答<br> return callAiWithToolResults(userMessage, toolCalls, toolResults);<br> }<br> <br> // 10. 最后关闭 MCP 服务<br> mcpProcess.destroy();<br> <br> return aiResponse.get("content").getAsString();<br>}
结尾
以上就是 Spring AI 的焦点特性解析,相信大家也感受到使用 Spring AI 开辟 AI 应用有多爽了吧!
除了前面提到的之外,Spring AI 还提供了大模型评估测试本领,比如评估 AI 回答与用户输入和上下文的相关性;还提供了全面的可观测性功能,资助开辟者监控 AI 应用的运行状态。
不外如今这些特性还不够成熟,Spring AI 也还有很长一段路要走,后续应该也会推出智能体工作流编排框架吧~
就先分享到这里,我全程直播带大家做的 AI 超级智能体新项目今天就完结了,教程中给大家讲解了 Spring AI 几乎所有的特性和高级用法,甚至带大家阅读开源 Manus 项目的源码并且实现了拥有自主规划本领的 AI 智能体,欢迎大家来 编程导航 学习。
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我们下期见咯!
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