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企业级LLM智能引擎的完整解决方案，整合了 SpringAI框架、RAG技术、模型控制平台(MCP)和实时搜索，提供从架构设计到代码实现的全面指南：

news 2025/8/3 10:04:46

SpringAI + RAG + MCP + 实时搜索 LLM大模型智能引擎实战

一、系统架构设计
- 1.1 整体架构图
- 1.2 核心组件
二、SpringAI集成实现
- 2.1 基础配置
- 2.2 LLM服务封装
- 2.3 温度控制与采样
三、RAG引擎实现
- 3.1 RAG架构流程
- 3.2 Spring实现RAG服务
- 3.3 实时索引更新
四、模型控制平台(MCP)
- 4.1 MCP核心功能
- 4.2 模型AB测试实现
- 4.3 模型性能监控
五、实时搜索集成
- 5.1 Elasticsearch配置
- 5.2 混合搜索实现
- 5.3 RRF算法实现
六、性能优化策略
- 6.1 缓存机制
- 6.2 模型量化加速
- 6.3 异步处理
七、安全与合规
- 7.1 内容过滤层
- 7.2 数据脱敏处理
八、部署架构
- 8.1 Kubernetes部署方案
- 8.2 流量管理
九、完整工作流示例
- 用户请求处理流程
十、实战案例：智能客服系统
- 10.1 系统架构
- 10.2 性能数据

一、系统架构设计

1.1 整体架构图

1.2 核心组件

组件	技术栈	功能描述
API网关	Spring Cloud Gateway	请求路由、限流、认证
RAG引擎	SpringAI + LangChain	检索增强生成
实时搜索	Elasticsearch 8.x	语义搜索+关键词搜索
向量数据库	Milvus/Pinecone	高维向量存储与检索
LLM推理	HuggingFace Transformers	大模型加载与推理
MCP平台	自研SpringBoot应用	模型版本控制、AB测试、监控

二、SpringAI集成实现

2.1 基础配置

// pom.xml 依赖
<dependency><groupId>org.springframework.ai</groupId><artifactId>spring-ai-core</artifactId><version>1.0.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework.ai</groupId><artifactId>spring-ai-transformers</artifactId><version>1.0.0</version>
</dependency>

2.2 LLM服务封装

@Service
public class LLMService {@Autowiredprivate TransformerModel model;public String generateResponse(String prompt) {// 基础提示词工程String engineeredPrompt = "你是一个AI助手。请用专业且友好的语气回答：\n" + prompt;// 调用模型ModelResponse response = model.generate(engineeredPrompt);return response.getText();}
}

2.3 温度控制与采样

@Configuration
public class ModelConfig {@Beanpublic TransformerModel transformerModel() {TransformerModelProperties props = new TransformerModelProperties();props.setModelName("deepseek-llm-7b"); // 模型名称props.setTemperature(0.7); // 控制创造性props.setTopP(0.9);        // 核采样props.setMaxTokens(500);   // 最大生成长度return new TransformerModel(props);}
}

三、RAG引擎实现

3.1 RAG架构流程

3.2 Spring实现RAG服务

@Service
public class RAGService {@Autowiredprivate VectorStore vectorStore;@Autowiredprivate LLMService llmService;public String retrieveAndGenerate(String query) {// 1. 检索相关文档List<Document> docs = vectorStore.similaritySearch(query, 5);// 2. 组装PromptStringBuilder context = new StringBuilder();for (Document doc : docs) {context.append(doc.getContent()).append("\n\n");}String prompt = String.format("""基于以下上下文信息回答问题：%s问题：%s回答：""", context, query);// 3. 调用LLM生成return llmService.generateResponse(prompt);}
}

3.3 实时索引更新

@Scheduled(fixedRate = 60000) // 每分钟更新
public void updateIndex() {// 1. 获取最新数据源List<Document> newDocs = dataFetcher.fetchLatest();// 2. 向量化并存储vectorStore.addDocuments(newDocs);// 3. 优化索引vectorStore.optimize();
}

四、模型控制平台(MCP)

4.1 MCP核心功能

4.2 模型AB测试实现

@RestController
@RequestMapping("/models")
public class ModelController {@Autowiredprivate ModelABTestService abTestService;@PostMapping("/ab-test")public ResponseEntity<String> startABTest(@RequestParam String modelA,@RequestParam String modelB,@RequestParam double trafficRatio) {abTestService.startTest(modelA, modelB, trafficRatio);return ResponseEntity.ok("AB测试已启动");}@GetMapping("/ab-results")public ABTestResult getABResults() {return abTestService.getCurrentResults();}
}

4.3 模型性能监控

@Aspect
@Component
public class ModelMonitoringAspect {@Around("execution(* com.example.llm.service.*.*(..))")public Object monitorPerformance(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {long start = System.currentTimeMillis();Object result = joinPoint.proceed();long duration = System.currentTimeMillis() - start;// 记录指标MetricsService.recordLatency(joinPoint.getSignature().getName(), duration);return result;}
}

五、实时搜索集成

5.1 Elasticsearch配置

# application.yml
spring:elasticsearch:uris: http://localhost:9200connection-timeout: 5ssocket-timeout: 30s

5.2 混合搜索实现

@Service
public class HybridSearchService {@Autowiredprivate ElasticsearchOperations elasticsearchOperations;@Autowiredprivate VectorStore vectorStore;public SearchResults hybridSearch(String query) {// 1. 关键词搜索NativeSearchQuery keywordQuery = new NativeSearchQueryBuilder().withQuery(QueryBuilders.matchQuery("content", query)).build();List<Document> keywordResults = elasticsearchOperations.search(keywordQuery, Document.class).getSearchHits().stream().map(hit -> hit.getContent()).collect(Collectors.toList());// 2. 向量搜索List<Document> vectorResults = vectorStore.similaritySearch(query, 5);// 3. 结果融合 (RRF算法)return ReciprocalRankFusion.merge(keywordResults, vectorResults);}
}

5.3 RRF算法实现

public class ReciprocalRankFusion {public static List<Document> merge(List<Document> listA, List<Document> listB) {Map<String, Double> scores = new HashMap<>();// 计算第一个列表的得分for (int i = 0; i < listA.size(); i++) {Document doc = listA.get(i);double score = 1.0 / (60 + i); // RRF公式scores.put(doc.getId(), scores.getOrDefault(doc.getId(), 0.0) + score);}// 计算第二个列表的得分for (int i = 0; i < listB.size(); i++) {Document doc = listB.get(i);double score = 1.0 / (60 + i);scores.put(doc.getId(), scores.getOrDefault(doc.getId(), 0.0) + score);}// 按总分排序return scores.entrySet().stream().sorted(Map.Entry.<String, Double>comparingByValue().reversed()).map(entry -> findDocument(entry.getKey(), listA, listB)).collect(Collectors.toList());}
}

六、性能优化策略

6.1 缓存机制

@Cacheable(value = "llmResponses", key = "#query.hashCode()")
public String getCachedResponse(String query) {return ragService.retrieveAndGenerate(query);
}@CachePut(value = "llmResponses", key = "#query.hashCode()")
public String updateCache(String query) {return ragService.retrieveAndGenerate(query);
}

6.2 模型量化加速

# 模型量化脚本 (Python)
from transformers import AutoModelForCausalLM, GPTQConfigmodel_id = "deepseek-ai/deepseek-llm-7b-base"
quant_config = GPTQConfig(bits=4, dataset="c4", model_seqlen=2048)model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_id, quantization_config=quant_config, device_map="auto"
)
model.save_pretrained("./quantized_model")

6.3 异步处理

@Async
@Retryable(maxAttempts = 3, backoff = @Backoff(delay = 1000))
public CompletableFuture<String> asyncGenerate(String query) {return CompletableFuture.completedFuture(llmService.generateResponse(query));
}

七、安全与合规

7.1 内容过滤层

public class ContentFilter {private static final Set<String> BANNED_WORDS = Set.of("暴力", "色情", "诈骗");public static boolean isSafe(String content) {// 1. 关键词过滤if (BANNED_WORDS.stream().anyMatch(content::contains)) {return false;}// 2. 使用小型分类模型return safetyClassifier.predict(content) == SafetyClass.SAFE;}
}

7.2 数据脱敏处理

public String anonymize(String text) {// 移除手机号text = text.replaceAll("1[3-9]\\d{9}", "[PHONE]");// 移除身份证号text = text.replaceAll("[1-9]\\d{5}(18|19|20)\\d{2}(0[1-9]|1[0-2])(0[1-9]|[12]\\d|3[01])\\d{3}[0-9Xx]", "[ID]");return text;
}

八、部署架构

8.1 Kubernetes部署方案

# llm-engine-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: llm-engine
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: llm-enginetemplate:metadata:labels:app: llm-enginespec:containers:- name: mainimage: llm-engine:1.0resources:limits:nvidia.com/gpu: 1memory: 16Girequests:memory: 8Giports:- containerPort: 8080- name: model-serverimage: triton-server:22.12args: ["--model-repository=/models"]

8.2 流量管理

# istio-virtualservice.yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:name: llm-vs
spec:hosts:- llm.example.comhttp:- route:- destination:host: llm-enginesubset: v1weight: 90- destination:host: llm-enginesubset: v2weight: 10