基于大模型 + 知识库的 Code Review 实践

背景

💡 想法源于在一次 Code Review 时,向 Claude 询问哪种写法代码更优雅得来。当时就想能不能让 AI 帮我们辅助做 Code Review?

痛点

  • 信息安全合规问题:公司内代码直接调 ChatGPT / Claude 会有安全/合规问题,为了使用 ChatGPT / Claude 需要对代码脱敏,只提供抽象逻辑,这往往更花时间。

    • 三星引入 ChatGPT 不到 20 天,被曝发生 3 次芯片机密泄露[1]
  • 低质量代码耗费时间:达人业务每天至少 10~20 个 MR 需要 CR,虽然提交时 MR 经过 单测 + Lint 过滤了一些低级错误,但还有些问题(代码合理性、经验、MR 相关业务逻辑等)需要花费大量时间,最后可以先经过自动化 CR,再进行人工 CR,可大大提升 CR 效率!

  • 团队 Code Review 规范缺少执行:大部分团队的 Code Review 停留在文档纸面上,成员之间口口相传,并没有一个工具根据规范来严格执行。

介绍

一句话介绍就是:基于开源大模型 + 知识库的 Code Review 实践,类似一个代码评审助手(CR Copilot)。

特性

符合公司安全规范,所有代码数据不出内网,所有推理过程均在内网完成。

  • 🌈 开箱即用:基于 Gitlab CI,仅 10 几行配置完成接入,即可对 MR 进行 CR。
  • 🔒 数据安全:基于开源大模型做私有化部署,隔离外网访问,确保代码 CR 过程仅在内网环境下完成。
  • 无调用次数限制:部署在内部平台,只有 GPU 租用成本。
  • 📚 自定义知识库:CR 助手基于提供的飞书文档进行学习,将匹配部分作为上下文,结合代码变更进行 CR,这将大大提升 CR 的准确度,也更符合团队自身的 CR 规范。
  • 🎯 评论到变更行:CR 助手将结果评论到变更代码行上,通过 Gitlab CI 通知,更及时获取 CR 助手给出的评论。

名词解释

名词 释义
CR / Code Review 越来越多的企业都要求研发团队在代码的开发过程中要进行 CodeReview(简称 CR),在保障代码质量的同时,促进团队成员之间的交流,提高代码水平。
llm / 大规模语言模型 大规模语言模型(Large Language Models,LLMs)是自然语言处理中使用大量文本数据训练的神经网络模型,可以生成高质量的文本并理解语言。如 GPT、BERT 等。
AIGC 利用 NLP、NLG、计算机视觉、语音技术等生成文字、图像、视频等内容。全称是人工智能生成/创作内容(Artificial Intelligence Generated Content);是继 UGC,PGC 后,利用人工智能技术,自动生成内容的生产方式;AIGC 底层技术的发展,驱动围绕不同内容类型(模态)和垂直领域的应用加速涌现。
LLaMA Meta(Facebook)的大型多模态语言模型。
ChatGLM ChatGLM 是一个开源的、支持中英双语的对话语言模型,底座是 GLM 语言模型。
Baichuan Baichuan 2 是百川智能推出的新一代开源大语言模型,采用 2.6 万亿 Tokens 的高质量语料训练。
Prompt 一段文本或语句,用于指导机器学习模型生成特定类型、主题或格式的输出。在自然语言处理领域中,Prompt 通常由一个问题或任务描述组成,例如"给我写一篇有关人工智能的文章"、"翻译这个英文句子到法语"等等。在图像识别领域中,Prompt 则可以是一个图片描述、标签或分类信息。
langchain LangChain 是一个开源 Python 库,由 Harrison Chase 开发,旨在支持使用大型语言模型(LLM)和外部资源(如数据源或语言处理系统)开发应用程序。它提供了标准的接口,与其他工具集成,并为常见应用程序提供端到端链 。
embedding 将任意文本映射到固定维度的向量空间中,相似语义的文本,其向量在空间中的位置会比较接近。在 LLM 应用中常用于相似性的文本搜索。
向量数据库 (Vector stores) 存储向量表示的数据库,用于相似性搜索。如 Milvus、Pinecone 等。
Similarity Search 在向量数据库中搜索离查询向量最近的向量,用于检索相似项。
知识库 存储结构化知识的数据库,LLM 可以利用这些知识增强自己的理解能力。
In-context Learning In-Context Learning 是机器学习领域的一个概念,指不调整模型自身参数,而是在 Prompt 上下文中包含特定问题相关的信息,就可以赋予模型解决新问题能力的一种方式。
Finetune / 微调 在预训练模型基础上使用特定数据集进行微调,提升模型在某任务上的性能。

实现思路

流程图

系统架构

完成一次 CR 流程,需要用到如下技术模块:

LLMs / 开源大模型选型

CR Copilot 功能的核心在于大语言模型基座,基于不同大模型基座生成的 CR 质量也不尽相同。对于 CR 这个场景,我们需要选型的模型满足以下几个条件:

  • 理解代码
  • 对中文支持好
  • 较强的上下文学习能力

FlagEval 8 月大模型评测榜单(*https://flageval.baai.ac.cn/#/trending*)

模型后面的 -{n}bn*10 亿参数量,比如 13b 就是 130 亿参数,个人试用下来参数量的多少并不能决定效果怎样,根据实际情况来判断。

起初在众多大模型中选择『Llama2-Chinese-13b-Chat [2]』和『chatglm2-6b [3]』、『Baichuan2-13B-Chat[4]』,通过一段时间模型赛马 🐎,主观上感觉 Llama2 会更适用于 CR 场景,而 ChatGLM2 更像是文科生,对代码评审没有太多建设性建议,但在中文 AIGC 上会比较有优势!

两个模型执行过程中的记录

因大模型合规问题,CR Copilot 会默认使用 ChatGLM2-6B ,如有使用 Llama2 模型需求需要向 Meta 申请[5],通过后可使用。

Llama 2 要求企业的月活用户数不超过 7 亿

目前支持的模型可选,仅供参考的评分[6]如下:

  • chatglm2-6b[7](默认)
  • Llama2-Chinese-13b-Chat[8](推荐)
  • Baichuan2-13B-Chat[9]

知识库设计

为什么需要知识库?

大模型基座只包含互联网上的公开数据,对公司内部的框架知识和使用文档并不了解。

举个例子 🌰:公司内有个框架叫 Lynx,让大模型从内部文档中知道『什么是 Lynx ?』、『怎么写 Lynx?

一图胜千言

这里的『强化模式』会使用向量数据库,并将匹配的知识库片段和问题『什么是 Lynx?』生成 Prompt,发送到 LLM 执行。

怎样找到相关度高的知识?

有了知识库后,怎样将我们『搜索的问题/代码』在『知识库』中找到『相关度最高的内容』?

答案是通过三个过程:

  1. Text Embeddings(文本向量化)
  2. Vector Stores(向量存储)
  3. Similarity Search(相似性搜索)

文本相似度匹配流程图,图源 Langchain-Chatchat

Text Embeddings(文本向量化)

不同于传统数据库的模糊搜索/匹配关键字,我们需要进行语义/特征匹配。

例如:你搜索『猫』,只能得到带 『猫』 关键字匹配的结果,没办法得到 『布偶』、『蓝白』 等结果,传统数据库认为『布偶』是『布偶』、『猫』是『猫』。要实现关联语义搜索,是通过人工打特征标签,这个过程也被称为特征工程(Feature Engineering)。

如何才能将文本自动化的方式来提取这些特征?这就要通过 Vector Embedding 向量化实现,目前社区通过 OpenAI 提供的 text-embedding-ada-002 模型生成,这会引起两个问题:

  1. 数据安全问题 :需要调用 OpenAI 的 API 才能做向量化
  2. 收费 :大概 3000 页/美元

我们使用了国产文本相似度计算模型 bge-large-zh[10],并私有化部署公司内网,一次 embedding 向量化耗时基本在毫秒级。

Vector Stores(向量存储)

提前将官方文档进行 Vector Embeddings,然后存储在向量数据库里,我们这里选择的向量数据库是 Qdrant,主要考虑到是用 Rust 写的,存储和查询也许会快一些!这里引用一个向量数据库选型的几个维度选择:

向量数据库 URL GitHub Star Language Cloud
chroma https://github.com/chroma-core/chroma 8.5K Python
milvus https://github.com/milvus-io/milvus 22.8K Go/Python/C++
pinecone https://www.pinecone.io/
qdrant https://github.com/qdrant/qdrant 12.7K Rust
typesense https://github.com/typesense/typesense 14.4K C++
weaviate https://github.com/weaviate/weaviate 7.4K Go

数据截止到 2023 年 9 月 10 号

Similarity Search(相似性搜索)

原理是通过比较向量之间的距离来判断它们的相似度

那么有了『query 问题的向量』和『数据库里录入的知识库向量』后,这可以直接使用向量数据库提供的 Similarity Search 方式匹配相关内容。

加载知识库

CR Copilot 知识库分为『内置官方文档知识库』、『自定义知识库』,query 输入是先用完整代码截取前半段 + LLM 生成 summary 总结,然后和知识库做相似上下文,匹配流程如下:

截取完整代码前半段作为 query 输入,是因为大部分语言前半段都声明了 modules、packages,通过这种方式提高知识库相似匹配度。

官方文档-知识库(内置)

避免大家将官方文档重复录入、embedding,CR Copilot 内置了官方文档,目录包含:

内容 数据源
React 官方文档 https://react.dev/learn
TypeScript 官方文档 https://www.typescriptlang.org/docs/
Rspack 官方文档 https://www.rspack.dev/zh/guide/introduction.html
Garfish https://github.com/web-infra-dev/garfish
公司内 Go / Python / Rust 等编程规范 ...

并通过一个简单的 CURD 来管理内置知识库

自定义知识库-飞书文档(自定义)

飞书文档没有格式要求,能看懂正确代码是怎样就行

这里直接使用 LangChain 提供的 LarkSuite[11] 文档加载类,对有权限的飞书文档进行获取,使用 CharacterTextSplitter / RecursiveCharacterTextSplitter 将文本分割成固定长度的块(chunks),方法有两个主要参数:

  • chunk_size: 控制每个块的长度。例如设置为 1024,则每个块包含 1024 个字符。
  • chunk_overlap: 控制相邻两个块之间的重叠长度。例如设置为 128,则每个块会与相邻块重叠 128 个字符。

Prompt 指令设计

因为大模型有足够多的数据,我们想让大模型按要求执行就需要用到『Prompt 提示词』。

(图源 Stephen Wolfram)

代码 summary 总结指令

让 LLM 通过文件代码分析当前代码涉及的知识点,用于后续知识库相似度匹配:

prefix = "user: " if model == "chatglm2" else "<s>Human: "
suffix = "assistant(用中文): let's think step by step." if model == "chatglm2" else "\n</s><s>Assistant(用中文): let's think step by step."

return f"""{prefix}根据这段 {language} 代码,列出关于这段 {language} 代码用到的工具库、模块包。
{language} 代码:
```{language}
{source_code}
、、、
请注意:
- 知识列表中的每一项都不要有类似或者重复的内容
- 列出的内容要和代码密切相关- 最少列出 3 个, 最多不要超过 6 个
- 知识列表中的每一项要具体
- 列出列表,不要对工具库、模块做解释
- 输出中文
{suffix}"""

其中:

  • language:当前文件的代码语言(TypeScript、Python、Rust、Golang 等)
  • source_code:是当前变更文件的完整代码

CR 指令

如果使用的模型(如 LLaMA 2)对中文 Prompt 支持较差,需要在设计 Prompt 时采用『输入英文』『输出中文』的方式,即:

# llama2f"""Human: please briefly review the {language}code changes by learning the provided context to do a brief code review feedback and suggestions. if any bug risk and improvement suggestion are welcome(no more than six)
<context>
{context}
</context>

<code_changes>
{diff_code}
</code_changes>\n</s><s>Assistant: """

# chatglm2
f"""user: 【指令】请根据所提供的上下文信息来简要审查{language} 变更代码,进行简短的代码审查和建议,变更代码有任何 bug 缺陷和改进建议请指出(不超过 6 条)。
【已知信息】:{context}

【变更代码】:{diff_code}

assistant: """

其中:

  • language:当前文件的代码语言(TypeScript、Python、Rust、Golang 等)
  • context:根据知识库返回的上下文信息
  • diff_code:是变更的代码(不使用完整代码主要是考虑 LLM max_tokens 最大限制)

评论到变更代码行

为了能计算出变更代码行,写了一个函数,通过解析 diff 来输出变更的行数:

import re

def parse_diff(input):
    if not input:    
        return []    
    if not isinstance(input, str) or re.match(r"^\s+$", input):     
        return []    
        
    lines = input.split("\n")    
    if not lines:    
        return []   
     
    result = []    
    current_file = None    
    current_chunk = None    
    deleted_line_counter = 0    
    added_line_counter = 0    
    current_file_changes = None    
    
    def normal(line):    
        nonlocal deleted_line_counter, added_line_counter        
        current_chunk["changes"].append({        
            "type": "normal",            
            "normal": True,            
            "ln1": deleted_line_counter,            
            "ln2": added_line_counter,            
            "content": line        
        })        
        deleted_line_counter += 1        
        added_line_counter += 1        
        current_file_changes["old_lines"] -= 1        
        current_file_changes["new_lines"] -= 1    
        
    def start(line):        
        nonlocal current_file, result        
        current_file = {        
            "chunks": [],            
            "deletions": 0,            
            "additions": 0        
        }        
        result.append(current_file)    
        
    def to_num_of_lines(number):    
        return int(number) if number else 1   
         
    def chunk(line, match):     
        nonlocal current_file, current_chunk, deleted_line_counter, added_line_counter, current_file_changes       
        if not current_file:       
            start(line)        
        old_start, old_num_lines, new_start, new_num_lines = match.group(1), match.group(2), match.group(         
            3), match.group(4)        
            
        deleted_line_counter = int(old_start)        
        added_line_counter = int(new_start)        
        current_chunk = {        
            "content": line,            
            "changes": [],           
            "old_start": int(old_start),            
            "old_lines": to_num_of_lines(old_num_lines),            
            "new_start": int(new_start),            
            "new_lines": to_num_of_lines(new_num_lines),        
        }        
        current_file_changes = {      
            "old_lines": to_num_of_lines(old_num_lines),            
            "new_lines": to_num_of_lines(new_num_lines),       
        }        
        current_file["chunks"].append(current_chunk)    
        
    def delete(line):     
        nonlocal deleted_line_counter        
        if not current_chunk:       
            return        
            
        current_chunk["changes"].append({      
            "type": "del",            
            "del": True,            
            "ln": deleted_line_counter,            
            "content": line       
        })        
        deleted_line_counter += 1        
        current_file["deletions"] += 1        
        current_file_changes["old_lines"] -= 1    
        
    def add(line):    
        nonlocal added_line_counter        
        if not current_chunk:       
            return        
        current_chunk["changes"].append({        
            "type": "add",            
            "add": True,            
            "ln": added_line_counter,            
            "content": line        
        })        
        added_line_counter += 1        
        current_file["additions"] += 1        
        current_file_changes["new_lines"] -= 1    
        
    def eof(line):     
        if not current_chunk:       
            return        
        most_recent_change = current_chunk["changes"][-1]        
        current_chunk["changes"].append({        
            "type": most_recent_change["type"],            
            most_recent_change["type"]: True,            
            "ln1": most_recent_change["ln1"],            
            "ln2": most_recent_change["ln2"],            
            "ln": most_recent_change["ln"],            
            "content": line        
        }) 
           
    header_patterns = [    
        (re.compile(r"^@@\s+-(\d+),?(\d+)?\s++(\d+),?(\d+)?\s@@"), chunk)    
    ]    
    
    content_patterns = [     
        (re.compile(r"^\ No newline at end of file$"), eof),        
        (re.compile(r"^-"), delete),        
        (re.compile(r"^+"), add),        
        (re.compile(r"^\s+"), normal)    
    ]    
    
    def parse_content_line(line):   
        nonlocal current_file_changes        
        for pattern, handler in content_patterns:          
            match = re.search(pattern, line)           
            if match:            
                handler(line)                
                break       
        if current_file_changes["old_lines"] == 0 and current_file_changes["new_lines"] == 0:        
            current_file_changes = None    
            
    def parse_header_line(line):     
        for pattern, handler in header_patterns:       
            match = re.search(pattern, line)           
            if match:           
                handler(line, match)                
                break    
                
    def parse_line(line):    
        if current_file_changes:        
            parse_content_line(line)        
        else:      
            parse_header_line(line)    
            
    for line in lines:    
        parse_line(line)   
        
    return result

这里机器人账号调用 Gitlab API 进行的评论,会默认被 Resolved,这样可以避免 CR Copilot 评论过多造成每个评论要手动点下 Resolved

一点感想

  • 一切皆概率:基于 LLM 的应用最大特点在于『输出不确定性』,在候选词中选概率最高的进行输出,即使像 1+1=? 这样看起来有确定性输出的,LLM 也是基于概率给出的!

  • 开源 LLMs + 领域知识库 + 私有化部署是企业级应用的一种实践方式:

    • 这里 LLMs 指多个大模型组合使用;大模型再强大也必须结合内部的知识库才能发挥作用;
    • 私有化部署好处是打消各行各业对数据安全的担忧!
    • 大模型在 Chat 聊天的产品形态更多是秀肌肉 💪,让各行各业能被触达到;最终的产品形态需要具体场景具体分析!
  • AI+ 刚刚开始:CR Copilot 只是达人 LLMs + 研发工程化其中一个应用场景,还有一些应用/工具等达人团队打磨好后再和大家一起分享!

如何学习AI大模型?

作为一名热心肠的互联网老兵,我决定把宝贵的AI知识分享给大家。 至于能学习到多少就看你的学习毅力和能力了 。我已将重要的AI大模型资料包括AI大模型入门学习思维导图、精品AI大模型学习书籍手册、视频教程、实战学习等录播视频免费分享出来。

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一、全套AGI大模型学习路线

AI大模型时代的学习之旅:从基础到前沿,掌握人工智能的核心技能!

二、640套AI大模型报告合集

这套包含640份报告的合集,涵盖了AI大模型的理论研究、技术实现、行业应用等多个方面。无论您是科研人员、工程师,还是对AI大模型感兴趣的爱好者,这套报告合集都将为您提供宝贵的信息和启示。

三、AI大模型经典PDF籍

随着人工智能技术的飞速发展,AI大模型已经成为了当今科技领域的一大热点。这些大型预训练模型,如GPT-3、BERT、XLNet等,以其强大的语言理解和生成能力,正在改变我们对人工智能的认识。 那以下这些PDF籍就是非常不错的学习资源。

四、AI大模型商业化落地方案

作为普通人,入局大模型时代需要持续学习和实践,不断提高自己的技能和认知水平,同时也需要有责任感和伦理意识,为人工智能的健康发展贡献力量。

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