# 基于本地知识的 ChatGLM 应用实现

## 介绍

🌍 [_READ THIS IN ENGLISH_](README_en.md)

🤖️ 一种利用 [ChatGLM-6B](https://github.com/THUDM/ChatGLM-6B) + [langchain](https://github.com/hwchase17/langchain) 实现的基于本地知识的 ChatGLM 应用。增加 [clue-ai/ChatYuan](https://github.com/clue-ai/ChatYuan) 项目的模型 [ClueAI/ChatYuan-large-v2](https://huggingface.co/ClueAI/ChatYuan-large-v2) 的支持。

💡 受 [GanymedeNil](https://github.com/GanymedeNil) 的项目 [document.ai](https://github.com/GanymedeNil/document.ai) 和 [AlexZhangji](https://github.com/AlexZhangji) 创建的 [ChatGLM-6B Pull Request](https://github.com/THUDM/ChatGLM-6B/pull/216) 启发，建立了全部基于开源模型实现的本地知识问答应用。

✅ 本项目中 Embedding 默认选用的是 [GanymedeNil/text2vec-large-chinese](https://huggingface.co/GanymedeNil/text2vec-large-chinese/tree/main)，LLM 默认选用的是 [ChatGLM-6B](https://github.com/THUDM/ChatGLM-6B)。依托上述模型，本项目可实现全部使用**开源**模型**离线私有部署**。

⛓️ 本项目实现原理如下图所示，过程包括加载文件 -> 读取文本 -> 文本分割 -> 文本向量化 -> 问句向量化 -> 在文本向量中匹配出与问句向量最相似的`top k`个 -> 匹配出的文本作为上下文和问题一起添加到`prompt`中 -> 提交给`LLM`生成回答。

![实现原理图](img/langchain+chatglm.png)

🚩 本项目未涉及微调、训练过程，但可利用微调或训练对本项目效果进行优化。

📓 [ModelWhale 在线运行项目](https://www.heywhale.com/mw/project/643977aa446c45f4592a1e59)

## 变更日志

参见 [变更日志](docs/CHANGELOG.md)。

## 硬件需求

- ChatGLM-6B 模型硬件需求
  
    | **量化等级**   | **最低 GPU 显存**（推理） | **最低 GPU 显存**（高效参数微调） |
    | -------------- | ------------------------- | --------------------------------- |
    | FP16（无量化） | 13 GB                     | 14 GB                             |
    | INT8           | 8 GB                     | 9 GB                             |
    | INT4           | 6 GB                      | 7 GB                              |

- Embedding 模型硬件需求

    本项目中默认选用的 Embedding 模型 [GanymedeNil/text2vec-large-chinese](https://huggingface.co/GanymedeNil/text2vec-large-chinese/tree/main) 约占用显存 3GB，也可修改为在 CPU 中运行。

## Docker 部署

```commandline
$ docker build -t chatglm:v1.0 .

$ docker run -d --restart=always --name chatglm -p 7860:7860 -v /www/wwwroot/code/langchain-ChatGLM:/chatGLM  chatglm
```

## 开发部署

### 软件需求

本项目已在 Python 3.8 - 3.10，CUDA 11.7 环境下完成测试。已在 Windows、ARM 架构的 macOS、Linux 系统中完成测试。

### 从本地加载模型

请参考 [THUDM/ChatGLM-6B#从本地加载模型](https://github.com/THUDM/ChatGLM-6B#从本地加载模型)

### 1. 安装环境

参见 [安装指南](docs/INSTALL.md)。

### 2. 设置模型默认参数

在开始执行 Web UI 或命令行交互前，请先检查 [configs/model_config.py](configs/model_config.py) 中的各项模型参数设计是否符合需求。

### 3. 执行脚本体验 Web UI 或命令行交互

> 注：鉴于环境部署过程中可能遇到问题，建议首先测试命令行脚本。建议命令行脚本测试可正常运行后再运行 Web UI。

执行 [knowledge_based_chatglm.py](cli_demo.py) 脚本体验**命令行交互**：
```shell
$ python cli_demo.py
```

或执行 [webui.py](webui.py) 脚本体验 **Web 交互**

```shell
$ python webui.py
```

注：如未将模型下载至本地，请执行前检查`$HOME/.cache/huggingface/`文件夹剩余空间，至少15G。

执行后效果如下图所示：
![webui](img/webui_0419.png)
Web UI 可以实现如下功能：

1. 运行前自动读取`configs/model_config.py`中`LLM`及`Embedding`模型枚举及默认模型设置运行模型，如需重新加载模型，可在界面重新选择后点击`重新加载模型`进行模型加载；
2. 可手动调节保留对话历史长度，可根据显存大小自行调节；
3. 添加上传文件功能，通过下拉框选择已上传的文件，点击`加载文件`按钮，过程中可随时更换加载的文件。

### 常见问题

参见 [常见问题](docs/FAQ.md)。

## Demo

以问题`chatglm-6b 的局限性具体体现在哪里，如何实现改进`为例：

未使用 langchain 接入本地文档时：

>ChatGLM-6B 是一个基于 GPT-3 的聊天机器人,它的局限性主要体现在以下几个方面:
>1. 语言模型的精度:GPT-3 是一种大型的语言模型,它的精度比较高,但是仍然有一些局限性。例如,它可能无法准确地理解某些方言、口音或者复杂的句子结构。
>2. 知识图谱的完整性:GPT-3 可以生成一些知识图谱,但是其完整性和准确性可能不够。例如,它可能无法准确地理解某些领域的专业知识和术语。
>3. 对话生成的连贯性:GPT-3 可以生成一些连贯的对话,但是其生成的对话可能不够自然。例如,它可能会生成一些虚假的、不连贯的对话或者误解用户的意图。
>
>为了改进 ChatGLM-6B,可以考虑以下几个方面:
>1. 提高语言模型的精度:可以通过增加训练数据、使用更好的语言模型架构、优化模型训练过程等方式来提高语言模型的精度。
>2. 增强知识图谱的完整性:可以通过增加知识图谱的维度、使用更好的知识图谱构建方法、优化知识图谱的匹配算法等方式来增强知识图谱的完整性。
>3. 提高对话生成的连贯性:可以通过增加对话生成模型的上下文信息、使用更好的上下文信息提取方法、优化对话生成模型的算法等方式来提高对话生成的连贯性。
>4. 引入更多的人类反馈:人类反馈可以帮助 ChatGLM-6B 更好地理解用户的意图和需求,从而提高对话生成的质量和准确性。可以通过引入更多的人类客服、使用人类反馈收集器等方式来引入更多的人类反馈。

使用 langchain 接入 ChatGLM-6B 项目的 README.md 文件后 ChatGLM 的回答：
>ChatGLM-6B 是一个基于深度学习的自然语言处理模型,它在回答问题方面表现出色。但是,它也有一些局限性,具体如下:
>1. 语言理解有限:ChatGLM-6B 只学习了中文自然语言,对于其他语言可能会存在理解上的局限性。
>2. 知识储备不足:ChatGLM-6B 的训练数据集只包含了中文语料,因此它可能无法回答一些非中文的问题或者某些特定领域的问题。
>3. 数据量有限:ChatGLM-6B 的训练数据集只有几百万条记录,因此它可能无法回答一些非常具体或者复杂的问题。
>
>为了改进 ChatGLM-6B,可以考虑以下几个方面:
>1. 学习更多的语言知识:可以学习其他语言的自然语言处理技术,扩大语言理解的范围。
>2. 扩大知识储备:可以收集更多的中文语料,或者使用其他语言的数据集来扩充知识储备。
>3. 增加数据量:可以使用更大的数据集来训练 ChatGLM-6B,提高模型的表现。
>4. 引入更多的评估指标:可以引入更多的评估指标来评估模型的表现,从而发现 ChatGLM-6B 存在的不足和局限性。
>5. 改进模型架构:可以改进 ChatGLM-6B 的模型架构,提高模型的性能和表现。例如,可以使用更大的神经网络或者改进的卷积神经网络结构。

## 路线图

- [x] Langchain 应用
  - [x] 接入非结构化文档（已支持 md、pdf、docx、txt 文件格式）
  - [ ] 搜索引擎与本地网页
  - [ ] Agent 实现
- [ ] 增加更多 LLM 模型支持
  - [x] THUDM/chatglm-6b
  - [x] THUDM/chatglm-6b-int4
  - [x] THUDM/chatglm-6b-int4-qe
  - [x] ClueAI/ChatYuan-large-v2
- [ ] Web UI
  - [x] 利用 gradio 实现 Web UI DEMO
  - [x] 添加输出内容及错误提示
  - [x] 引用标注
  - [ ] 增加知识库管理
    - [x] 选择知识库开始问答
    - [x] 上传文件/文件夹至知识库
    - [ ] 删除知识库中文件
  - [ ] 利用 streamlit 实现 Web UI Demo
- [ ] 增加 API 支持
  - [x] 利用 fastapi 实现 API 部署方式
  - [ ] 实现调用 API 的 web ui DEMO

## 项目交流群
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