Spring AI

• Spring AI是一个AI工程领域的应用程序框架；
• Spring AI 是 AI 工程的应用框架。其目标是将 Spring 生态系统设计原则（如可移植性和模块化设计）应用于 AI 领域，并促进使用 POJO 作为应用程序的构建块到 AI 领域。
• 它的目标是将Spring生态系统的设计原则应用于 AI 领域，比如Spring生态系统的可移植性和模块化设计，并促进使用 POJO 作为应用程序的构建块到 AI 领域；
• Spring AI 的核心是提供了开发 AI 大模型应用所需的基本抽象模型，这些抽象拥有多种实现方式，使得开发者可以用很少的代码改动就能实现组件的轻松替换；
• 简言之，Spring AI 是一个 AI 工程师的应用框架，它提供了一个友好的 API 和开发 AI 应用的抽象，旨在简化 AI 大模型应用的开发工作。

官网：https://spring.io/projects/spring-ai

主要功能：

• 第一、 对主流 AI 大模型供应商提供了支持，比如：OpenAI、DeepSeek、Microsoft、Ollama、Amazon、Google HuggingFace等。
• 第二、 支持AI大模型类型包括：聊天、文本到图像、文本到声音等。
• 第三、 支持主流的Embedding Models（嵌入模型）和向量数据库，比如：Azure Vector Search、Chroma、Milvus、Neo4j、Redis、PineCone、PostgreSQL/PGVector 等。
• 第四、 把 AI 大模型输出映射到简单的 Java 对象（POJOs）上。
• 第五、 支持了函数调用（Function calling）功能。
• 第六、 为数据工程提供 ETL（数据抽取、转换和加载）框架。
• 第七、 支持 Spring Boot 自动配置和快速启动，便于运行 AI 模型和管理向量库。

集成DeepSeek

申请api_key

• 进入DeepSeek官网 https://www.deepseek.com/ 点击右上角的 API开放平台申请api_key
• 接口文档：https://api-docs.deepseek.com/zh-cn/

注意：保持账户有余额才可以正常调用服务。

SpringBoot工程

引入依赖：

 <parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.3.8</version><relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><groupId>org.example</groupId><artifactId>springai-deepseek</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><properties><maven.compiler.source>17</maven.compiler.source><maven.compiler.target>17</maven.compiler.target><spring-ai.version>1.0.0-M5</spring-ai.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.ai</groupId><artifactId>spring-ai-openai-spring-boot-starter</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency></dependencies><dependencyManagement><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.ai</groupId><artifactId>spring-ai-bom</artifactId><version>${spring-ai.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency></dependencies></dependencyManagement>

创建配置文件：

server:port: 8899
spring:application:name: spring-ai-deepseek-demoai:openai:api-key: sk-***********************************base-url: https://api.deepseek.comchat:options:model: deepseek-chattemperature: 0.7

• temperature参数用于控制生成文本的多样性。具体来说：

  ‌值越高‌，生成的文本越多样化，但也可能包含更多的随机性和不可预测的内容。
  ‌值越低‌，生成的文本越接近于确定性的结果，即生成的文本会更加一致和可预测。

创建Controller：

@RestController
public class ChatDeepSeekController {@Autowiredprivate OpenAiChatModel chatModel;@GetMapping("/ai/generate")public String generate(@RequestParam(value = "message", defaultValue = "hello")String message) {String response = this.chatModel.call(message);System.out.println("response : "+response);return response;}
}

启动类：

略。。。。

Spring AI聊天模型

概述

• Spring AI的聊天模型API为开发者提供了一条便捷通道，能够将强大的AI驱动的聊天完成功能无缝集成到各类应用中。借助预先训练的语言模型，如广为人知的GPT，它能够依据用户输入生成自然流畅、类人化的回复。这一API不仅工作机制高效，而且设计理念极为先进，旨在实现简单易用与高度可移植性，让开发者能以极少的代码改动在不同AI模型间自由切换，充分契合Spring框架一贯秉持的模块化与可互换性原则。

ChatClient接口

ChatClient 是一个接口，它定义了一个与聊天服务交互的客户端。这个接口主要用于创建聊天客户端对象，设置请求规范，以及发起聊天请求。

@RestController
public class ChatDeepSeekController {private final ChatClient chatClient;public ChatDeepSeekController(ChatClient.Builder chatClientBuilder) {this.chatClient = chatClientBuilder.build();}@GetMapping("/chat")public String chat(@RequestParam(value = "msg",defaultValue = "给我讲个笑话")String message) {//prompt:提示词return this.chatClient.prompt()//用户输入的信息.user(message)//请求大模型.call()//返回文本.content();}
}

角色预设

@Configuration
public class AIConfig {@Beanpublic ChatClient chatClient(ChatClient.Builder builder) {return builder.defaultSystem("你是java编程助手，精通Java开发，" +"你的名字叫广博。").build();}
}

@RestController
@RequestMapping("/ai")
public class AIController {@Autowiredprivate ChatClient chatClient;@GetMapping("/chat")public String chat(@RequestParam(value = "msg") String message) {return chatClient.prompt().user(message).call().content();}
}

测结果试：

流式响应

call和stream的区别：

（1）非流式输出 call：等待大模型把回答结果全部生成后输出给用户；

（2）流式输出stream：逐个字符输出，一方面符合大模型生成方式的本质，另一方面当模型推理效率不是很高时，流式输出比起全部生成后再输出大大提高用户体验。

@GetMapping(value = "/chat/stream",produces="text/html;charset=UTF-8")
public Flux<String> chatStream(@RequestParam(value = "msg") String message) {return chatClient.prompt().user(message).stream().content();
}

ChatModel接口

ChatModel接口作为核心，在ChatModel接口中，带有String参数的call()方法简化了实际的使用，避免了更复杂的Prompt和 ChatResponse类的复杂性。但是在实际应用程序中，更常见的是使用ChatResponse call()方法，该方法采用Prompt实例并返回ChatResponse。

ChatClient底层是使用ChatModel作为属性的，在初始化ChatClient的时候可以指定ChatModel

实现简单的对话

@RestController
public class DeepSeekController {@Autowiredprivate ChatModel chatModel;@GetMappingpublic String chat(@RequestParam("msg")String msg) {return chatModel.call(msg);}@GetMapping("/openai")public String openai(@RequestParam("msg")String msg) {ChatResponse call = chatModel.call(new Prompt(msg,OpenAiChatOptions.builder()//可以更换成其他大模型，如Anthropic3ChatOptions亚马逊.model("deepseek-chat").temperature(0.8).build()));return call.getResult().getOutput().getContent();}
}

提示词

• 提示词是引导大模型生成特定输出的输入，提示词的设计和措辞会极大地影响模型的响应结果
• Prompt 提示词是与模型交互的一种输入数据组织方式，本质上是一种复合结构的输入，prompt 可以包含多组不同角色（System、User、Aissistant等）的信息。如何管理好 Prompt 是简化 AI 应用开发的关键环节。
• Spring AI 提供了 Prompt Template 提示词模板管理抽象，开发者可以预先定义好模板，并在运行时替换模板中的关键词。在 Spring AI 与大模型交互的过程中，处理提示词首先要创建包含动态内容占位符 {占位符} 的模板，然后，这些占位符会根据用户请求或应用程序中的其他代码进行替换。在提示词模板中，{占位符} 可以用 Map 中的变量动态替换。

@GetMapping("/prompt")
public String prompt(@RequestParam("name")String name,@RequestParam("voice")String voice){String userText= """给我推荐北京的至少三种美食""";UserMessage userMessage = new UserMessage(userText);String systemText= """你是一个美食咨询助手，可以帮助人们查询美食信息。你的名字是{name},你应该用你的名字和{voice}的饮食习惯回复用户的请求。""";SystemPromptTemplate systemPromptTemplate = new SystemPromptTemplate(systemText);//替换占位符Message systemMessage = systemPromptTemplate.createMessage(Map.of("name", name, "voice", voice));Prompt prompt = new Prompt(List.of(userMessage, systemMessage));List<Generation> results = chatModel.call(prompt).getResults();return results.stream().map(x->x.getOutput().getContent()).collect(Collectors.joining(""));
}

函数调用

• Spring AI 的函数调用（Function Calling）功能允许大语言模型在生成回答时触发预定义的外部函数，从而实现动态数据获取或业务逻辑操作（如查询数据库、调用 API 等）。

• SpringAI 帮我们规范了函数定义、注册等过程，并在发起模型请求之前自动将函数注入到 Prompt 中，而当模型决策在合适的时候去调用某个函数时，Spring AI 完成函数调用动作，最终将函数执行结果与原始问题再一并发送给模型，模型根据新的输入决策下一步动作。这其中涉及与大模型的多次交互过程，一次函数调用就是一次完成的交互过程。

• 函数调用的核心流程

• 第一步，定义函数：声明可供模型调用的函数（名称、描述、参数结构）。

• 第二步，模型交互：将函数信息与用户输入一起发送给模型，模型决定是否需要调用函数。

• 第三步，执行函数：解析模型的函数调用请求，执行对应的业务逻辑。

• 第四步，返回结果：将函数执行结果返回给模型，生成最终回答。

函数调用实现

创建自定义的Function

• 下面CalculatorService类自定义了加法和乘法运算的函数

@Configuration
public class CalculatorService {public record AddOperation(int a, int b) {}public record MulOperation(int m, int n) {}@Bean@Description("加法运算")public Function<AddOperation, Integer> addOperation() {return request -> {return request.a + request.b;};}@Bean@Description("乘法运算")public Function<MulOperation, Integer> mulOperation() {return request -> {return request.m * request.n;};}
}

• 总结：
• Spring AI 使自定义函数这个过程变得简单，只需定义一个返回 java.util.Function 的 @Bean 定义，并在调用 ChatModel 时将 bean 名称作为选项进行注册即可。在底层，Spring 会用适当的适配器代码包装你的函数，以便与 AI 模型进行交互，免去了编写繁琐的代码。

    @GetMapping(value = "/chat", produces = MediaType.APPLICATION_STREAM_JSON_VALUE)public String ragJsonText(@RequestParam(value = "userMessage") String userMessage){return ChatClient.builder(chatModel).build().prompt().system("""
您是算术计算器的代理。
您能够支持加法运算、乘法运算等操作，其余功能将在后续版本中添加，如果用户问的问题不支持请告知详情。
在提供加法运算、乘法运算等操作之前，您必须从用户处获取如下信息：两个数字，运算类型。
请调用自定义函数执行加法运算、乘法运算。
请讲中文。
""").user(userMessage).functions("addOperation", "mulOperation").call().content();}

• 为了让模型知道并调用你的自定义函数，您需要在 Prompt 请求中启用它，如上述代码，在functions("addOperation", "mulOperation")中告知ChatClient要使用这两个自定义函数。
• 另外指定了System Prompt：要求AI 模型被设定为一个算术计算器代理，能够执行加法和乘法运算，并且要求用户提供两个数字和运算类型。这个提示词内容很关键，如何让AI按照自己的意图去执行，要不断测试提示词内容。

AI调用Ollama

下载并安装 Ollama

官网：https://ollama.com/

Ollama 是一个用于本地化部署和管理大型语言模型（LLM）的工具。它支持多种开源模型（如 LLaMA、Alpaca 等），并提供了简单的 API 接口，方便开发者调用。Ollama可以让你在自己的电脑上运行各种强大的 AI 模型，就像运行普通软件一样简单。

• 模型默认安装在C盘，可以通过命令安装修改安装路径：OllamaSetup.exe /DIR=F:\software\ollama\install

• 点击环境变量，选择下面新建一个系统环境变量 OLLAMA_MODELS ，然后指定想要安装模型的路径 ，比如 “F:\software\ollama\deepseek”

Ollama 安装过程中不支持修改以后模型目录的下载位置，所以需要安装前设置系统环境变量

拉取 DeepSeek 模型

选择适合自己的版本 https://ollama.com/library/deepseek-r1

本地学习可以使用1.5b
比如，下载1.5b，执行下面命令

ollama pull deepseek-r1:1.5b

查看本地安装了哪些模型：

ollama list

删除指定模型：

ollama rm deepseek-r1:1.5b

启动Ollama服务测试

启动 Ollama 服务，默认会监听 http://localhost:11434

ollama run deepseek-r1:1.5b

代码测试

 <parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.3.8</version><relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><groupId>org.example</groupId><artifactId>springai-deepseek</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><properties><maven.compiler.source>17</maven.compiler.source><maven.compiler.target>17</maven.compiler.target><spring-ai.version>1.0.0-M5</spring-ai.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.ai</groupId><artifactId>spring-ai-ollama-spring-boot-starter</artifactId><version>1.0.0-SNAPSHOT</version></dependency></dependencies><dependencyManagement><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.ai</groupId><artifactId>spring-ai-bom</artifactId><version>${spring-ai.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency></dependencies></dependencyManagement><!--下载spring-ai相关包需要用到的仓库地址--><repositories><repository><id>spring-milestones</id><name>Spring Milestones</name><url>https://repo.spring.io/milestone</url><snapshots><enabled>false</enabled></snapshots></repository><repository><id>spring-snapshots</id><name>Spring Snapshots</name><url>https://repo.spring.io/snapshot</url><releases><enabled>false</enabled></releases></repository></repositories>

application.yaml

server:port:8899
spring:application:name:spring-ai-deepseek-demoai:ollama:base-url:http://localhost:11434chat:options:model:deepseek-r1:1.5btemperature:0.7

创建启动类

@SpringBootApplication
public class SpringAiDemoApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(SpringAiDemoApplication.class, args);}
}

创建Controller

@RestController
public class ChatDeepSeekController {@Autowiredprivate OllamaChatModel ollamaChatModel;@GetMapping("/ai/test")public String generate(@RequestParam(value = "message", defaultValue = "hello")String message) {String response = this.ollamaChatModel.call(message);System.out.println("response : "+response);return response;}
}