7. Spring AI 对话记忆 + 结构化输出

Rainbow-Sea2025-09-29 16:04

7. Spring AI 对话记忆 + 结构化输出

@
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对话记忆

大型语言模型 (LLM) 是无状态的，这意味着它们不会保留先前交互的信息。

java 复制代码 
@Test
    public void testChatOptions() {
        String content = chatClient.prompt()
                .user("我叫小兔子 ")
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);
        System.out.println("--------------------------------------------------------------------------");

       content = chatClient.prompt()
                .user("我叫什么 ？")
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);
    }

那我们平常跟一些大模型聊天是怎么记住我们对话的呢？实际上，每次对话都需要将之前的对话消息内置发送给大模型，这种方式称为多轮对话。

SpringAi提供了一个ChatMemory的组件用于存储聊天记录，允许您使用 LLM 跨多个交互存储和检索信息。并且可以为不同用户的多个交互之间维护上下文或状态。

可以在每次对话的时候把当前聊天信息和模型的响应存储到ChatMemory， 然后下一次对话把聊天记录取出来再发给大模型。

java 复制代码 
`

//输出 名字叫徐庶

但是这样做未免太麻烦！ 能不能简化？ 思考一下！

用我们之前的Advisor对话拦截是不是就可以不用每次手动去维护了。 并且SpringAi早已体贴的为我提供了ChatMemoryAutoConfiguration自动配置类

xml 复制代码 
<dependency>
  <groupId>org.springframework.ai</groupId>
  <artifactId>spring-ai-autoconfigure-model-chat-memory</artifactId>
</dependency>
java 复制代码 
@AutoConfiguration
@ConditionalOnClass({ ChatMemory.class, ChatMemoryRepository.class })
public class ChatMemoryAutoConfiguration {

	@Bean
	@ConditionalOnMissingBean
	ChatMemoryRepository chatMemoryRepository() {
		return new InMemoryChatMemoryRepository();
	}

	@Bean
	@ConditionalOnMissingBean
	ChatMemory chatMemory(ChatMemoryRepository chatMemoryRepository) {
		return MessageWindowChatMemory.builder().chatMemoryRepository(chatMemoryRepository).build();
	}

}

所以我们可以这样用：

PromptChatMemoryAdvisor

SpringAi提供了 PromptChatMemoryAdvisor 专门用于对话记忆的拦截

java 复制代码 
@SpringBootTest
public class ChatMemoryTest {
    ChatClient chatClient;
    @BeforeEach
    public  void init(@Autowired
                      DeepSeekChatModel chatModel,
                      @Autowired
                      ChatMemory chatMemory) {
        chatClient = ChatClient
                .builder(chatModel)
                .defaultAdvisors(
                    // PromptChatMemoryAdvisor拦截器 就会自动将我们与大模型的历史对话记录下来
                        PromptChatMemoryAdvisor.builder(chatMemory).build()
                )
                .build();
    }
    @Test
    public void testChatOptions() {
        String content = chatClient.prompt()
                .user("我叫徐庶 ？")
        // 
                .advisors(new ReReadingAdvisor())
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);
        System.out.println("--------------------------------------------------------------------------");

        content = chatClient.prompt()
                .user("我叫什么 ？")
                .advisors(new ReReadingAdvisor())
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);
    }
}

配置聊天记录最大存储数量

你要知道， 我们把聊天记录发给大模型， 都是算token计数的。

大模型的token是有上限了， 如果你发送过多聊天记录，可能就会导致token过长。

如下是大模型存储的 token 历史条数上限。

并且更多的token也意味更多的费用， 更久的解析时间. 所以不建议太长

（DEFAULT_MAX_MESSAGES默认20即10次对话）

一旦超出DEFAULT_MAX_MESSAGES只会存最后面N条（可以理解为先进先出），参考MessageWindowChatMemory源码

java 复制代码 
@Bean
   ChatMemory chatMemory(@Autowired ChatMemoryRepository chatMemoryRepository) {
// MessageWindowChatMemory 创建一个历史对话存储的配置，
        return MessageWindowChatMemory
                .builder()
                .maxMessages(10)  // 设置最大存储 10 条
                .chatMemoryRepository(chatMemoryRepository).build();
    }

配置多用户隔离记忆

如果有多个用户在进行对话， 肯定不能将对话记录混在一起， 不同的用户的对话记忆需要隔离

java 复制代码 
@Test
    public void testChatOptions() {
        String content = chatClient.prompt()
                .user("我叫徐庶 ？")
        // 注意:这里要先构建一个 ChatMemory的 Bean，和上面类似，这里我们设置历史对话的用户ID
                .advisors(advisorSpec -> advisorSpec.param(ChatMemory.CONVERSATION_ID,"1"))
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);
        System.out.println("--------------------------------------------------------------------------");

        content = chatClient.prompt()
                .user("我叫什么 ？")
                .advisors(advisorSpec -> advisorSpec.param(ChatMemory.CONVERSATION_ID,"1"))
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);


        System.out.println("--------------------------------------------------------------------------");

        content = chatClient.prompt()
                .user("我叫什么 ？")
                .advisors(advisorSpec -> advisorSpec.param(ChatMemory.CONVERSATION_ID,"2"))
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);
    }

会发现， 不同的CONVERSATION_ID，会有不同的记忆

原理源码$

主要有前置存储

MessageWindowChatMemory

具体存储实现

ChatMemoryRepository

数据库存储对话记忆

默认情况， 对话内容会存在jvm内存会导致：

  1. 一直存最终会撑爆JVM导致OOM。
  2. 重启就丢了， 如果已想存储到第三方存储进行持久化

springAi内置提供了以下几种方式（例如 Cassandra、JDBC 或 Neo4j）， 这里演示下JDBC方式

  1. 添加依赖
xml 复制代码 
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.ai</groupId>
            <artifactId>spring-ai-starter-model-chat-memory-repository-jdbc</artifactId>
        </dependency>

        <!--jdbc-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>


        <!--mysql驱动-->
        <dependency>
            <groupId>com.mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-j</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
  1. 添加配置(目前我们的需要创建一个schema-mysql.sql 文件，就是一个 SQL 脚本，在后面有配置)SPRING_AI_CHAT_MEMORY 表存储用户的历史对话，数据库，我们自行定义将该数据表存储到那个数据库中即可。
properties 复制代码 
spring.ai.chat.memory.repository.jdbc.initialize-schema=always
spring.ai.chat.memory.repository.jdbc.schema=classpath:/schema-mysql.sql

如下是 MySQL 的配置：

yaml 复制代码 
spring:
  datasource:
    username: root
    password: 123456
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/springai?characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone=UTC&
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
  1. 配置类
java 复制代码 
@Configuration
public class ChatMemoryConfig {


    @Bean  // JdbcChatMemoryRepository 是已经被封装好自动装配好了，就可以使用
    ChatMemory chatMemory(@Autowired JdbcChatMemoryRepository chatMemoryRepository) {
        return MessageWindowChatMemory
        .builder()
        .maxMessages(1)  // 设置存储为上面我们传的变量的 jdbc 的存储方式
        .chatMemoryRepository(chatMemoryRepository).build();
    }

}
  1. resources/schema-mysql.sql（目前1.0.0版本需要自己定义，没有提供脚本），创建这个SPRING_AI_CHAT_MEMORY 数据表，来存储用户的历史对话
java 复制代码 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS SPRING_AI_CHAT_MEMORY (
    `conversation_id` VARCHAR(36) NOT NULL,
    `content` TEXT NOT NULL,
    `type` VARCHAR(10) NOT NULL,
    `timestamp` TIMESTAMP NOT NULL,

    INDEX `SPRING_AI_CHAT_MEMORY_CONVERSATION_ID_TIMESTAMP_IDX` (`conversation_id`, `timestamp`)
    );
  1. 测试
java 复制代码 
@SpringBootTest
public class ChatMemoryTest {


    ChatClient chatClient;
    @BeforeEach
    public  void init(@Autowired
                      DeepSeekChatModel chatModel,
                      @Autowired
                      ChatMemory chatMemory) {
        chatClient = ChatClient
                .builder(chatModel)
                .defaultAdvisors(
                        PromptChatMemoryAdvisor.builder(chatMemory).build()
                )
                .build();
    }
    @Test
    public void testChatOptions() {
        String content = chatClient.prompt()
                .user("你好，我叫徐庶！")
                .advisors(new ReReadingAdvisor())
                .advisors(advisorSpec -> advisorSpec.param(ChatMemory.CONVERSATION_ID,"1"))
                .call()
                .content();
        System.out.println(content);
        System.out.println("--------------------------------------------------------------------------");

        content = chatClient.prompt()
                .user("我叫什么 ？")
                .advisors(new ReReadingAdvisor())
                .advisors(advisorSpec -> advisorSpec.param(ChatMemory.CONVERSATION_ID,"1"))
                .call()
                .content();
        System.out.println(content); 
    }
}

可以看到由于我设置.maxMessages(1)数据库只存一条

扩展：其实我可以让其存储到我们的所有历史对话，因为数据库就是存储数据的吗，而且存储起来的数据可能还是可以用于我们分析测试用户的对话的。那我们取数据库的时候，可以获取最新一条的数据即可。

Redis存储

如果你想用redis ， 你需要自己实现ChatMemoryRepository接口（自己实现增、删、查）

Redis 存储更快，我们如果一般就是仅仅只是临时存储用户的 100 条记录什么的，就存到 Redis 当中就好了，超过了 100 条记录，也是会存储到用户最新的那 100 条记录，后续的内容也不用持久化了，丢了就丢了，反正都是用户的一个临时历史对话记录而已。性能也是比 MySQL 更快的。

但是alibaba-ai有现成的实现：（还包括ES）

https://github.com/alibaba/spring-ai-alibaba/tree/main/community/memories

xml 复制代码 
      <properties>
        <jedis.version>5.2.0</jedis.version>
      </properties>
      
      <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud.ai</groupId>
        <artifactId>spring-ai-alibaba-starter-memory-redis</artifactId>
      </dependency>
      
      
      <dependency>
        <groupId>redis.clients</groupId>
        <artifactId>jedis</artifactId>
        <version>${jedis.version}</version>
      </dependency>
yaml 复制代码 
spring:
  ai:
    memory:
      redis:
        host: localhost
        port: 6379
        timeout:  5000
        password:
java 复制代码 
@Configuration
public class RedisMemoryConfig {

    @Value("${spring.ai.memory.redis.host}")
    private String redisHost;
    @Value("${spring.ai.memory.redis.port}")
    private int redisPort;
    @Value("${spring.ai.memory.redis.password}")
    private String redisPassword;
    @Value("${spring.ai.memory.redis.timeout}")
    private int redisTimeout;

    @Bean
    public RedisChatMemoryRepository redisChatMemoryRepository() {
        return RedisChatMemoryRepository._builder_()
                .host(redisHost)
                .port(redisPort)
                // 若没有设置密码则注释该项
//           .password(redisPassword)
                .timeout(redisTimeout)
                .build();
    }


    
    @Bean  // RedisChatMemoryRepository 被我们上面 Bean 注入了
    ChatMemory chatMemory(@Autowired RedisChatMemoryRepository redisMemoryRepository) {
        return MessageWindowChatMemory
        .builder()
        .maxMessages(1)  // 设置存储为上面我们传的变量的 jdbc 的存储方式
        .chatMemoryRepository(redisMemoryRepository).build();
    }
}

多层次记忆架构 痛点

记忆多=聪明(大模型记录了多了用户的历史对话记录，就更加能够理解我们，实现我们的需求了)， 但是记忆多会触发 token 上限（每个大模型的 token 是有上限的，不可以无限的存储。）

要知道， 无论你用什么存储对话以及， 也只能保证服务端的存储性能。

但是一旦聊天记录多了依然会超过token上限， 但是有时候我们依然希望存储更多的聊天记录，这样才能保证整个对话更像"人"。

多层次记忆架构（模仿人类）

  • 近期记忆 ：保留在上下文窗口中的最近几轮对话，每轮对话完成后立即存储（可通过ChatMemory）； 10 条
  • 中期记忆 ：通过RAG检索的相关历史对话(每轮对话完成后，异步将对话内容转换为向量并存入向量数据库） 5条
  • 长期记忆 ：关键信息的固化总结
    • 方式一：定时批处理
      • 通过定时任务（如每天或每周）对积累的对话进行总结和提炼
      • 提取关键信息、用户偏好、重要事实等
      • 批处理方式降低计算成本，适合大规模处理
    • 方式二：关键点实时处理
      • 在对话中识别出关键信息点时立即提取并存储
      • 例如，当用户明确表达偏好、提供个人信息或设置持久性指令时

结构化输出

基础类型：

以Boolean为例 ， 在 agent 中可以用于判定用于的内容2个分支， 不同的分支走不同的逻辑

java 复制代码 
ChatClient chatClient;
@BeforeEach
public  void init(@Autowired
                  DashScopeChatModel chatModel) {
    chatClient = ChatClient.builder(chatModel).build();
}
@Test
public void testBoolOut() {
    Boolean isComplain = chatClient
    .prompt()
    .system("""
            请判断用户信息是否表达了投诉意图?
            只能用 true 或 false 回答，不要输出多余内容
            """)
    .user("你们家的快递迟迟不到,我要退货！")
    .call()
    .entity(Boolean.class);  // 结构化输出，让大模型输出 Boolean.class java当中的布尔值类型

    // 分支逻辑
    if (Boolean.TRUE.equals(isComplain)) {
        System.out.println("用户是投诉，转接人工客服！");
    } else {
        System.out.println("用户不是投诉，自动流转客服机器人。");
        // todo 继续调用 客服ChatClient进行对话
    }
}

Pojo类型：

用购物APP应该见过复制一个地址， 自动为你填入每个输入框。 用大模型轻松完成！

java 复制代码 
public record Address(
    String name,        // 收件人姓名
    String phone,       // 联系电话
    String province,    // 省
    String city,        // 市
    String district,    // 区/县
    String detail       // 详细地址
) {}

@Test
    public void testEntityOut() {
        Address address = chatClient.prompt()
        // .systemshi 是一个系统提示词，优先级更高
                .system("""
                        请从下面这条文本中提取收货信息
                        """)
                .user("收货人：张三，电话13588888888，地址：浙江省杭州市西湖区文一西路100号8幢202室")
                .call()
                .entity(Address.class);  // 大模型会根据文本内容，将其中的用户的对话信息识别存储到我们的 Address的对象类
        System.out.println(address);
    }
java 复制代码 
public record Address(
    String name,        // 收件人姓名
    String phone,       // 联系电话
    String province,    // 省
    String city,        // 市
    String district,    // 区/县
    String detail       // 详细地址
) {}

原理

ChatModel或者直接使用低级API：

java 复制代码 
@Test
    public void testLowEntityOut(
           @Autowired DashScopeChatModel chatModel) {
        // BeanOutputConverter 转换器
        BeanOutputConverter<ActorsFilms> beanOutputConverter =
                new BeanOutputConverter<>(ActorsFilms.class);

        String format = beanOutputConverter.getFormat();

        String actor = "周星驰";

        String template = """
        提供5部{actor}导演的电影.
        {format}
        """;

        PromptTemplate promptTemplate = PromptTemplate.builder().template(template).variables(Map.of("actor", actor, "format", format)).build();
        ChatResponse response = chatModel.call(
                promptTemplate.create()
        );

        ActorsFilms actorsFilms = beanOutputConverter.convert(response.getResult().getOutput().getText());
        System.out.println(actorsFilms);
    }

最后：

"在这个最后的篇章中，我要表达我对每一位读者的感激之情。你们的关注和回复是我创作的动力源泉，我从你们身上吸取了无尽的灵感与勇气。我会将你们的鼓励留在心底，继续在其他的领域奋斗。感谢你们，我们总会在某个时刻再次相遇。"

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