GraphRAG Studio — initial commit: multimodal RAG system with KG visualization

Full-stack application for document-to-knowledge-graph pipeline:
- Backend: FastAPI + LangGraph ReAct agent + DeepSeek + MinerU parsing
- Frontend: React 19 + Vite + D3.js + shadcn/ui
- Pipeline: MinerU parsing → LangExtract entity extraction → KG building

Co-Authored-By: Claude Opus 4.7 <noreply@anthropic.com>
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2026-06-07 17:30:04 +08:00
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@@ -0,0 +1,672 @@
# LangExtract Pipeline 规范文档
> 基于 [google/langextract](https://github.com/google/langextract) 源码分析
> 版本基线2026-03-04 main 分支
---
## 目录
- [一、输入规范](#一输入规范)
- [1.1 核心入口函数签名](#11-核心入口函数签名)
- [1.2 支持的输入类型](#12-支持的输入类型)
- [1.3 Document 数据结构](#13-document-数据结构)
- [1.4 CSV Dataset 输入](#14-csv-dataset-输入)
- [1.5 URL 文本下载](#15-url-文本下载)
- [1.6 分块参数配置](#16-分块参数配置)
- [1.7 不支持的输入格式](#17-不支持的输入格式)
- [二、模型接入规范](#二模型接入规范)
- [2.1 模型路由机制](#21-模型路由机制)
- [2.2 Gemini Provider](#22-gemini-provider)
- [2.3 OpenAI Provider](#23-openai-provider)
- [2.4 Ollama Provider](#24-ollama-provider)
- [2.5 OpenAI 兼容接口适配DeepSeek 等)](#25-openai-兼容接口适配deepseek-等)
- [2.6 模型优先级与配置覆盖关系](#26-模型优先级与配置覆盖关系)
- [2.7 关于 Embedding 模型](#27-关于-embedding-模型)
- [三、输出数据格式规范](#三输出数据格式规范)
- [3.1 AnnotatedDocument 结构](#31-annotateddocument-结构)
- [3.2 Extraction 结构](#32-extraction-结构)
- [3.3 CharInterval 字符锚点](#33-charinterval-字符锚点)
- [3.4 AlignmentStatus 对齐状态枚举](#34-alignmentstatus-对齐状态枚举)
- [3.5 Resolver 对齐参数](#35-resolver-对齐参数)
- [3.6 JSONL 输出文件格式](#36-jsonl-输出文件格式)
- [3.7 完整输出 JSON Schema 示例](#37-完整输出-json-schema-示例)
- [3.8 HTML 可视化输出](#38-html-可视化输出)
- [附录:环境变量与常量速查](#附录环境变量与常量速查)
---
## 一、输入规范
### 1.1 核心入口函数签名
文件路径:`langextract/extraction.py`
```python
def extract(
text_or_documents: typing.Any,
prompt_description: str | None = None,
examples: typing.Sequence[typing.Any] | None = None,
model_id: str = "gemini-2.5-flash",
api_key: str | None = None,
language_model_type: typing.Type[typing.Any] | None = None, # 已废弃
format_type: typing.Any = None,
max_char_buffer: int = 1000,
temperature: float | None = None,
fence_output: bool | None = None,
use_schema_constraints: bool = True,
batch_length: int = 10,
max_workers: int = 10,
additional_context: str | None = None,
resolver_params: dict | None = None,
language_model_params: dict | None = None,
debug: bool = False,
model_url: str | None = None,
extraction_passes: int = 1,
context_window_chars: int | None = None,
config: typing.Any = None,
model: typing.Any = None,
*,
fetch_urls: bool = True,
prompt_validation_level: PromptValidationLevel = PromptValidationLevel.WARNING,
prompt_validation_strict: bool = False,
show_progress: bool = True,
tokenizer: Tokenizer | None = None,
) -> list[AnnotatedDocument] | AnnotatedDocument
```
**关键参数说明:**
| 参数 | 类型 | 默认值 | 说明 |
|------|------|--------|------|
| `text_or_documents` | `Any` | **必填** | 纯文本字符串、URL、或 `Document` 对象的可迭代集合 |
| `prompt_description` | `str \| None` | `None` | 抽取提示词,描述需要抽取什么实体 |
| `examples` | `Sequence[Any] \| None` | `None` | **必填** — Few-shot 示例列表(为空则抛出 ValueError |
| `model_id` | `str` | `"gemini-2.5-flash"` | 模型标识符,用于自动路由到对应 Provider |
| `api_key` | `str \| None` | `None` | LLM API Key也可通过环境变量设置 |
| `max_char_buffer` | `int` | `1000` | 每个文本分块的最大字符数 |
| `temperature` | `float \| None` | `None` | 采样温度(`None` 使用模型默认值) |
| `use_schema_constraints` | `bool` | `True` | 是否启用结构化输出约束 |
| `batch_length` | `int` | `10` | 每批处理的文本分块数量 |
| `max_workers` | `int` | `10` | 最大并行工作线程数 |
| `additional_context` | `str \| None` | `None` | 附加到推理提示词中的上下文信息 |
| `resolver_params` | `dict \| None` | `None` | 对齐解析器参数(见 [3.5 节](#35-resolver-对齐参数) |
| `extraction_passes` | `int` | `1` | 抽取轮次(>1 时多次抽取并合并非重叠结果) |
| `context_window_chars` | `int \| None` | `None` | 前一分块的上下文窗口字符数(用于指代消解) |
| `model_url` | `str \| None` | `None` | 自托管模型的 API 端点 URL |
| `fetch_urls` | `bool` | `True` | 是否自动下载 http(s) URL 内容 |
---
### 1.2 支持的输入类型
LangExtract **仅接受纯文本**作为输入,支持以下 4 种传入方式:
| 输入方式 | 示例 | 说明 |
|---------|------|------|
| **纯文本字符串** | `extract("这是一段文本...")` | 直接传入文本内容 |
| **URL** | `extract("https://example.com/article.txt")` | 自动下载 URL 文本内容(`fetch_urls=True` |
| **Document 对象** | `extract([Document(text="...", document_id="doc1")])` | 传入 Document 可迭代集合 |
| **CSV 文件** | 通过 `Dataset` 类加载后传入 | 指定 text 列和 id 列 |
---
### 1.3 Document 数据结构
文件路径:`langextract/core/data.py`
```python
@dataclasses.dataclass
class Document:
text: str # 必填 — 原始文本内容
additional_context: str | None = None # 可选 — 附加上下文
document_id: str # 自动生成 — 格式 "doc_{uuid_hex[:8]}"
tokenized_text: TokenizedText # 惰性计算 — 分词后的文本
```
**字段说明:**
- `text`**必填**,原始文本内容,类型为 `str`
- `additional_context`:可选,会附加到推理提示词中
- `document_id`:通过 property 访问,未设置时自动生成格式为 `doc_{uuid_hex[:8]}` 的唯一 ID
- `tokenized_text`:通过 property 惰性计算,使用配置的 Tokenizer 进行分词
---
### 1.4 CSV Dataset 输入
文件路径:`langextract/io.py`
```python
@dataclasses.dataclass(frozen=True)
class Dataset:
input_path: pathlib.Path # CSV 文件路径
id_key: str # 文档 ID 对应的列名
text_key: str # 文本内容对应的列名
def load(self, delimiter: str = ',') -> Iterator[Document]:
"""仅支持 .csv 后缀文件,其他格式抛出 NotImplementedError"""
```
**CSV 文件要求:**
- 文件后缀必须为 `.csv`
- 必须包含 `text_key` 指定的文本列和 `id_key` 指定的 ID 列
- 默认分隔符为逗号(`,`),可通过 `delimiter` 参数修改
- 其他文件格式会直接抛出 `NotImplementedError`
---
### 1.5 URL 文本下载
文件路径:`langextract/io.py`
```python
def download_text_from_url(
url: str,
timeout: int = 30, # 默认超时 30 秒
show_progress: bool = True,
chunk_size: int = 8192,
) -> str
```
**URL 要求:**
- 必须以 `http://``https://` 开头
- 仅下载文本内容(`response.text`),不解析 HTML/PDF 等
- 需要 `fetch_urls=True`(默认开启)
---
### 1.6 分块参数配置
文件路径:`langextract/chunking.py`
LangExtract 使用基于**句子边界**的确定性分块策略(非语义分块),核心类为 `ChunkIterator`
```python
class ChunkIterator:
def __init__(
self,
text: str | TokenizedText | None,
max_char_buffer: int, # 每个分块最大字符数
tokenizer_impl: Tokenizer, # 分词器实例
document: Document | None = None,
)
```
**分块策略:**
1. 如果单个句子超过 `max_char_buffer`,按换行符拆分,同时尊重 token 边界
2. 如果单个 token 超过 `max_char_buffer`,该 token 独占一个分块
3. 如果多个句子可以放入 `max_char_buffer`,合并为一个分块
**TextChunk 输出结构:**
```python
@dataclasses.dataclass
class TextChunk:
token_interval: TokenInterval # 在源文档中的 token 区间
document: Document | None = None # 源文档引用
# 属性
chunk_text: str # 重建的文本内容
sanitized_chunk_text: str # 标准化空白的文本
char_interval: CharInterval # 在源文档中的字符区间
document_id: str | None # 源文档 ID
```
---
### 1.7 不支持的输入格式
以下格式 **不被支持**,需要在 LangExtract 之前通过外部工具预处理为纯文本:
| 格式 | 状态 | 预处理方案 |
|------|------|-----------|
| PDF | ❌ 不支持 | 使用 MinerU / PyMuPDF 先转文本 |
| DOCX | ❌ 不支持 | 使用 python-docx 先转文本 |
| HTML | ❌ 不支持 | 使用 BeautifulSoup 先提取文本 |
| 图片 | ❌ 不支持 | 使用 OCR 工具先识别文本 |
| Markdown含媒体 | ❌ 不支持 | 需提取纯文本部分 |
| Excel / JSON | ❌ 不支持 | 需序列化为纯文本 |
---
## 二、模型接入规范
### 2.1 模型路由机制
文件路径:`langextract/providers/patterns.py`
LangExtract 通过 **正则匹配 `model_id`** 自动路由到对应的 Provider
| Provider | 匹配模式 | 优先级 | 示例模型 |
|----------|---------|--------|---------|
| **Gemini** | `^gemini` | 10 | `gemini-2.5-flash`, `gemini-1.5-pro` |
| **OpenAI** | `^gpt-4`, `^gpt4.`, `^gpt-5`, `^gpt5.` | 10 | `gpt-4o`, `gpt-4o-mini` |
| **Ollama** | `gemma`, `llama`, `mistral`, `phi`, `qwen`, `deepseek` 等 | 10 | `gemma2:2b`, `llama3.2:1b` |
Ollama 额外支持 HuggingFace 格式的模型名:`meta-llama/Llama*`, `google/gemma*`, `mistralai/*`, `microsoft/phi*` 等。
---
### 2.2 Gemini Provider
文件路径:`langextract/providers/gemini.py`
```python
class GeminiLanguageModel(BaseLanguageModel):
def __init__(
self,
model_id: str = 'gemini-2.5-flash',
api_key: str | None = None,
vertexai: bool = False,
credentials: Any | None = None,
project: str | None = None,
location: str | None = None,
http_options: Any | None = None,
gemini_schema: GeminiSchema | None = None,
format_type: FormatType = FormatType.JSON,
temperature: float = 0.0,
max_workers: int = 10,
fence_output: bool = False,
**kwargs,
)
```
| 参数 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `model_id` | `gemini-2.5-flash` | Gemini 模型标识 |
| `api_key` | `None` | 环境变量:`GEMINI_API_KEY``LANGEXTRACT_API_KEY` |
| `vertexai` | `False` | 是否使用 Vertex AI 企业认证 |
| `temperature` | `0.0` | 采样温度(确定性输出) |
| `format_type` | `JSON` | 输出格式 |
**运行时可配参数:** `temperature`, `max_output_tokens`, `top_p`, `top_k`
**额外参数白名单:** `response_schema`, `response_mime_type`, `safety_settings`, `system_instruction`, `tools`, `stop_sequences`, `candidate_count`
---
### 2.3 OpenAI Provider
文件路径:`langextract/providers/openai.py`
```python
class OpenAILanguageModel(BaseLanguageModel):
def __init__(
self,
model_id: str = 'gpt-4o-mini',
api_key: str | None = None,
base_url: str | None = None,
organization: str | None = None,
format_type: FormatType = FormatType.JSON,
temperature: float | None = None,
max_workers: int = 10,
**kwargs,
)
```
| 参数 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `model_id` | `gpt-4o-mini` | OpenAI 模型标识 |
| `api_key` | `None` | 环境变量:`OPENAI_API_KEY``LANGEXTRACT_API_KEY` |
| `base_url` | `None` | 自定义 API 端点(用于兼容接口) |
| `organization` | `None` | OpenAI 组织 ID |
| `temperature` | `None` | 采样温度 |
**运行时可配参数:** `temperature`, `max_output_tokens`, `top_p`, `frequency_penalty`, `presence_penalty`, `seed`, `stop`, `logprobs`, `top_logprobs`, `reasoning_effort`, `reasoning`, `response_format`
---
### 2.4 Ollama Provider
文件路径:`langextract/providers/ollama.py`
```python
class OllamaLanguageModel(BaseLanguageModel):
def __init__(
self,
model_id: str, # 必填
model_url: str = 'http://localhost:11434',
base_url: str | None = None,
format_type: FormatType | None = None,
constraint: Constraint = Constraint(),
timeout: int | None = None,
**kwargs,
)
```
| 参数 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `model_id` | **必填** | Ollama 模型名(如 `gemma2:2b` |
| `model_url` | `http://localhost:11434` | Ollama 服务地址 |
| `timeout` | `120` | 请求超时(秒) |
| `format_type` | `JSON` | 输出格式 |
**内部默认常量:**
| 常量 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| `_DEFAULT_TEMPERATURE` | `0.1` | 默认温度 |
| `_DEFAULT_TIMEOUT` | `120` | 默认超时(秒) |
| `_DEFAULT_KEEP_ALIVE` | `300` | 模型保活时间(秒) |
| `_DEFAULT_NUM_CTX` | `2048` | 默认上下文窗口大小 |
**认证支持:** 可配置 `api_key``auth_scheme`(默认 `Bearer`)、`auth_header`(默认 `Authorization`)用于代理 Ollama 实例。
---
### 2.5 OpenAI 兼容接口适配DeepSeek 等)
LangExtract 的 OpenAI Provider 支持 `base_url` 参数,因此可以接入任何 OpenAI 兼容 API
```python
# DeepSeek 接入示例
result = lx.extract(
text_or_documents="...",
model_id="gpt-4o-mini", # 触发 OpenAI Provider 路由
api_key="sk-your-deepseek-key",
examples=[...],
language_model_params={
"base_url": "https://api.deepseek.com",
},
)
```
> **注意:** 由于路由基于 `model_id` 正则匹配,使用 DeepSeek 等兼容接口时 `model_id` 仍需使用 `gpt-*` 前缀来命中 OpenAI Provider或通过 `config` 参数显式指定 Provider。
---
### 2.6 模型优先级与配置覆盖关系
模型配置的优先级从高到低:
```
model预配置的模型实例 > configModelConfig 实例) > model_id + api_key
```
**ModelConfig 结构**`langextract/factory.py`
```python
@dataclasses.dataclass(slots=True, frozen=True)
class ModelConfig:
model_id: str | None = None # 模型标识
provider: str | None = None # 显式指定 Provider 名称
provider_kwargs: dict[str, Any] = field(default_factory=dict) # Provider 构造参数
```
---
### 2.7 关于 Embedding 模型
**LangExtract 不使用也不依赖任何 Embedding 模型。**
- 文本分块使用基于句子边界的确定性分割算法,不涉及语义相似度计算
- 没有向量索引或向量检索功能
- 整个代码库中没有任何 Embedding 相关的调用
---
## 三、输出数据格式规范
### 3.1 AnnotatedDocument 结构
文件路径:`langextract/core/data.py`
```python
@dataclasses.dataclass
class AnnotatedDocument:
extractions: list[Extraction] | None = None # 抽取结果列表
text: str | None = None # 原始文本
document_id: str # 文档唯一标识(自动生成)
tokenized_text: TokenizedText # 分词后文本(惰性计算)
```
**序列化后的 JSON 顶层字段:**
| 字段 | 类型 | 说明 |
|------|------|------|
| `document_id` | `string` | 文档唯一标识,格式 `doc_{uuid_hex[:8]}` |
| `text` | `string \| null` | 原始输入文本 |
| `extractions` | `array[Extraction] \| null` | 抽取的实体列表 |
---
### 3.2 Extraction 结构
文件路径:`langextract/core/data.py`
```python
@dataclasses.dataclass(init=False)
class Extraction:
extraction_class: str # 实体类型
extraction_text: str # 实体文本
char_interval: CharInterval | None = None # 字符位置锚点
alignment_status: AlignmentStatus | None = None # 对齐状态
extraction_index: int | None = None # 抽取顺序索引
group_index: int | None = None # 分组索引
description: str | None = None # 实体描述
attributes: dict[str, str | list[str]] | None = None # 附加属性
token_interval: TokenInterval | None = None # Token 位置锚点
```
**字段详细说明:**
| 字段 | 类型 | 必填 | 说明 |
|------|------|------|------|
| `extraction_class` | `str` | 是 | 实体类型/分类名称(如 `PERSON`, `ORGANIZATION` |
| `extraction_text` | `str` | 是 | 抽取的文本内容(应为原文的子串) |
| `char_interval` | `CharInterval \| null` | 否 | 在原文中的字符偏移位置 |
| `alignment_status` | `string \| null` | 否 | 文本对齐质量(见 [3.4 节](#34-alignmentstatus-对齐状态枚举) |
| `extraction_index` | `int \| null` | 否 | 在结果列表中的顺序位置 |
| `group_index` | `int \| null` | 否 | 分组归属(用于关联抽取) |
| `description` | `string \| null` | 否 | 对该实体的补充描述 |
| `attributes` | `dict \| null` | 否 | 键值对形式的附加属性 |
| `token_interval` | `TokenInterval \| null` | 否 | 在原文中的 token 偏移位置 |
---
### 3.3 CharInterval 字符锚点
文件路径:`langextract/core/data.py`
```python
@dataclasses.dataclass
class CharInterval:
start_pos: int | None = None # 起始位置包含0-indexed
end_pos: int | None = None # 结束位置(不包含)
```
**语义:** `source_text[start_pos:end_pos]` 即为抽取的文本在原文中的精确位置。
---
### 3.4 AlignmentStatus 对齐状态枚举
文件路径:`langextract/core/data.py`
```python
class AlignmentStatus(enum.Enum):
MATCH_EXACT = "match_exact"
MATCH_GREATER = "match_greater"
MATCH_LESSER = "match_lesser"
MATCH_FUZZY = "match_fuzzy"
```
| 状态值 | 序列化值 | 含义 | 可信度 |
|--------|---------|------|--------|
| `MATCH_EXACT` | `"match_exact"` | LLM 输出与原文 token 序列完全匹配 | 最高 |
| `MATCH_GREATER` | `"match_greater"` | LLM 输出的 token 序列短于匹配到的原文(找到最佳重叠) | 高 |
| `MATCH_LESSER` | `"match_lesser"` | LLM 输出长于匹配到的原文(部分精确匹配) | 中 |
| `MATCH_FUZZY` | `"match_fuzzy"` | 模糊匹配,重叠率达到阈值(默认 ≥0.75 | 低 |
| `None` | `null` | 未找到任何对齐 | 不可信 |
**对齐流程:**
```
1. 尝试精确 token 级别匹配difflib
├── 成功且长度相等 → MATCH_EXACT
├── 成功但 LLM 输出更长 → MATCH_LESSER
└── 成功但匹配区域更大 → MATCH_GREATER
2. 精确匹配失败且 enable_fuzzy_alignment=True
├── 最佳重叠窗口 ≥ fuzzy_alignment_threshold → MATCH_FUZZY
└── 低于阈值 → None
3. 精确匹配失败且 enable_fuzzy_alignment=False → None
```
---
### 3.5 Resolver 对齐参数
文件路径:`langextract/resolver.py`
通过 `extract()``resolver_params` 字典传入:
```python
result = lx.extract(
...,
resolver_params={
"enable_fuzzy_alignment": True, # 是否启用模糊对齐(默认 True
"fuzzy_alignment_threshold": 0.75, # 模糊匹配最低重叠率(默认 0.75
"accept_match_lesser": True, # 是否接受 MATCH_LESSER默认 True
"suppress_parse_errors": False, # 是否忽略 JSON 解析错误(默认 False
},
)
```
| 参数 | 类型 | 默认值 | 说明 |
|------|------|--------|------|
| `enable_fuzzy_alignment` | `bool` | `True` | 精确匹配失败后是否尝试模糊匹配 |
| `fuzzy_alignment_threshold` | `float` | `0.75` | 模糊匹配的最低 token 重叠比率0.0~1.0 |
| `accept_match_lesser` | `bool` | `True` | 是否接受部分精确匹配结果 |
| `suppress_parse_errors` | `bool` | `False` | JSON 解析失败时是否继续而非报错 |
---
### 3.6 JSONL 输出文件格式
文件路径:`langextract/io.py`
```python
def save_annotated_documents(
annotated_documents: Iterator[AnnotatedDocument],
output_dir: pathlib.Path | str | None = None,
output_name: str = 'data.jsonl',
show_progress: bool = True,
) -> None
```
**输出规范:**
- 文件格式:**JSONL**JSON Lines每行一个完整的 JSON 对象
- 默认文件名:`data.jsonl`
- 序列化规则:
- Enum 值转为字符串(如 `AlignmentStatus.MATCH_EXACT``"match_exact"`
- NumPy / integral 数值类型转为 `int`
-`_` 开头的私有字段被排除
---
### 3.7 完整输出 JSON Schema 示例
单条 JSONL 记录的完整结构:
```json
{
"document_id": "doc_a1b2c3d4",
"text": "GraphRAG is a technique developed by Microsoft Research that combines knowledge graphs with retrieval-augmented generation.",
"extractions": [
{
"extraction_class": "TECHNOLOGY",
"extraction_text": "GraphRAG",
"char_interval": {
"start_pos": 0,
"end_pos": 8
},
"alignment_status": "match_exact",
"extraction_index": 0,
"group_index": null,
"description": "A technique combining knowledge graphs with RAG",
"attributes": {
"category": "AI/ML",
"developer": "Microsoft Research"
},
"token_interval": {
"start_index": 0,
"end_index": 1
}
},
{
"extraction_class": "ORGANIZATION",
"extraction_text": "Microsoft Research",
"char_interval": {
"start_pos": 46,
"end_pos": 64
},
"alignment_status": "match_exact",
"extraction_index": 1,
"group_index": null,
"description": null,
"attributes": null,
"token_interval": {
"start_index": 7,
"end_index": 9
}
}
]
}
```
---
### 3.8 HTML 可视化输出
文件路径:`langextract/visualization.py`
```python
def visualize(doc: AnnotatedDocument) -> HTML
```
**功能特性:**
-`extraction_class` 进行颜色编码高亮10 色调色板)
- 交互式 tooltip 显示实体类型和属性
- 动画导航控件,支持多实体浏览
- 进度滑块
- 响应式 HTML/CSS/JavaScript 嵌入
- 支持 Jupyter / IPython 环境直接渲染
---
## 附录:环境变量与常量速查
### 环境变量
| 变量名 | 适用 Provider | 说明 |
|--------|--------------|------|
| `LANGEXTRACT_API_KEY` | 所有 | 通用 API Key 后备 |
| `GEMINI_API_KEY` | Gemini | Gemini API Key |
| `OPENAI_API_KEY` | OpenAI | OpenAI API Key |
| `OLLAMA_BASE_URL` | Ollama | Ollama 服务地址(默认 `http://localhost:11434` |
### FormatType 枚举
```python
class FormatType(enum.Enum):
YAML = 'yaml'
JSON = 'json'
```
### 结构化输出支持
| Provider | Schema 类型 | 结构化输出模式 |
|----------|------------|---------------|
| Gemini | `GeminiSchema` | 严格结构化输出 |
| OpenAI | JSON Mode | 通过 `response_format` 约束 |
| Ollama | `FormatModeSchema` | JSON 模式(非严格) |
### Fence Output 逻辑
| Provider | 默认值 | 说明 |
|----------|--------|------|
| Gemini | `False` | 有 Schema 时不需要 fence |
| OpenAI | `False` | JSON Mode 返回原始 JSON |
| Ollama | `False` | 返回原始 JSON |