深入理解流式输出:原理、应用与大模型聊天软件中的实现
一、什么是流式输出
流式输出,从字面意义上理解,就如同水流一般,数据不是一次性全部传输或展示,而是逐段、逐部分地进行传输与呈现。
具体来说,其数据传输与展示方式具有以下特点:数据并非一次性全部传输或展示,而是以小块形式逐步发送到接收端,接收端可以在接收数据的过程中,立即对已收到的数据进行处理和展示。这种方式打破了传统 “全有或全无” 的传输模式,能够显著提升数据传输与展示效率,进而改善用户体验。
二、为什么需要流式输出
契合 AIGC 大模型输出特性
AIGC 大模型基于 Transformer 架构,其生成内容的方式是按 “token-by-token” 进行的。简单来讲,模型会根据前面已经生成的 token,通过复杂的计算推理出下一个最可能的 token,然后以此类推,逐步构建出完整的输出内容。而流式输出能够与这种生成过程完美匹配。
优化用户体验
在处理长文本或复杂内容时,如果采用一次性输出的方式,很容易导致用户等待时间过长,从而影响体验。而流式输出在这方面具有明显优势:
- 前端非常注重用户体验,在数据生成或获取耗时的情况下,流式输出能让用户感觉内容是实时生成输出的,而不是长时间面对空白的等待界面。
- 由于流式输出与模型生成过程相匹配,用户可以看到内容逐步呈现,这在很大程度上能够缓解等待带来的焦虑。
例如,在网页加载时,采用流式输出可以先展示页面框架和部分文字,然后再逐步填充图片和详细内容,这样能够有效提升用户对产品的好感度和使用意愿。
三、流式输出的实现
要实现流式输出,核心在于建立服务端到客户端的长链接,因为传统的 HTTP 请求响应式协议在传输完成后连接就会断开,无法满足流式输出的需求。而流式输出正是基于Server-Sent Events
(服务发送事件 SSE)实现的,SSE 是一种允许服务器通过 HTTP 向客户端推送实时更新的技术,它是 WebSockets 的一种更简单的替代方案,专门用于单向的服务器到客户端通信。
Server-Sent Events(SSE)是支撑流式输出的核心技术之一,很多主流的大模型ai助手的后端都是用的sse实现的。
SSE的作用:
1. 适配单向流式场景,降低技术复杂度
ai聊天助手的核心交互场景是 “用户发送问题→AI 持续生成回复”,其中AI 到客户端的内容推送是单向的主要数据流(用户输入是离散的单次请求)。
SSE 作为专门为 “服务器单向推送” 设计的技术,无需像 WebSocket 那样维护双向通信通道,仅通过 HTTP 长连接即可实现服务器到客户端的持续数据传输。这种 “轻量级” 特性让后端和客户端的开发、维护成本更低,也更适合聊天场景中以 “AI 输出” 为核心的单向数据流需求。
2. 原生支持 “事件流” 格式,贴合内容生成逻辑
ai聊天助手的 AI 模型生成内容是 “token-by-token” 的渐进式过程(比如先生成一个短句,再补充细节,最后完善结尾),而 SSE 的原生数据格式就是 “事件流”(text/event-stream
):
- 服务器可以将 AI 生成的每一段内容(如一个分句、一个段落)封装成独立的 SSE 事件(以
data:
开头,\n\n
结尾),逐段推送给客户端; - 客户端通过
EventSource
API 监听message
事件,每收到一个事件就立即解析内容并更新 UI(比如在对话框中追加文字)。
这种 “生成一段、推送一段、展示一段” 的流程,与 AI 模型的内容生成节奏完全同步,避免了传统 “全量生成后再传输” 的等待问题。
3. 基于 HTTP 协议,兼容性与部署友好
SSE 是 HTTP 协议的扩展,无需额外的端口或协议支持,这让ai聊天助手的流式输出功能在各种网络环境(如浏览器、移动端 APP、小程序)中都能更稳定地运行:
- 对于网页版ai聊天助手,浏览器原生支持
EventSource
API,无需引入额外插件; - 对于移动端 APP,通过 HTTP 客户端库即可轻松实现 SSE 连接的建立与管理;
- 同时,SSE 可以与现有 HTTP 生态(如缓存策略、代理服务器、HTTPS 加密)无缝兼容,降低了跨平台部署的技术门槛。
4. 自动重连机制,提升稳定性
在实际使用中,网络波动可能导致连接中断。SSE 的EventSource
默认支持自动重连机制:当连接意外断开时,客户端会在短暂延迟后自动尝试重新连接,服务器也能通过Last-Event-ID
等机制恢复断点续传。
这一特性对ai聊天助手这类实时交互产品很重要 —— 即使网络短暂不稳定,用户也无需手动操作,就能继续接收后续的 AI 回复内容,减少了因连接问题导致的体验中断。