LangSmith：大模型应用开发的得力助手

LangSmith：大模型应用开发的得力助手

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• 大语言模型（LLM）快速发展，构建高效、可靠的 LLM 应用成为开发者核心需求；
• 但开发过程中，缺乏对应用内部运行的洞察，导致调试和优化难度显著增加；
• LangSmith 针对这一痛点，为 LLM 应用开发全流程提供支持。

1. LLM 应用开发的困境

• LLM 应用开发中，常见场景是：编写完 Chains、发送 Prompts、获取输出后，对背后执行逻辑缺乏了解；
• 当应用表现异常（如回答不准确、响应慢、出现错误）时，无法精准定位问题 —— 是 Prompts 设计不合理、Chains 调用 LLM 出错，还是网络超时？
• 这种不确定性严重拖慢开发进度，阻碍迭代优化。

2. LangSmith 来助力

2.1 可观察性：让黑箱变透明

• LangSmith 的核心价值之一是为 LLM 应用提供强可观察性；
• LLM 领域的可观察性远超传统监控：由于 LLM 本身的非确定性，开发者不仅需要知道应用是否正常运行，更需了解其运行过程及输出产生的原因；
• 以 LangChain 构建的复杂应用为例，执行流程可能是：用户提示词→链→工具调用→子链→LLM→输出→LLM→最终输出；
• 无 LangSmith 时，该流程如同黑箱，调试难度大；
• LangSmith 通过挂钩 LangChain 应用执行流程，自动捕获每步操作，将信息转化为有序、可视化的数据流，帮助开发者清晰掌握执行细节。

2.2 追踪树：清晰展现执行逻辑

• LangSmith 的追踪能力是实现可观察性的关键；(Run) 🟢 LLMChain: QA Chain ├── (PromptTemplate) 📄 Final prompt rendered └── (LLM Call) 🤖 Model: gpt-4   └── Tokens used: 107   └── Time taken: 2.1s   └── Response: "Paris is the capital of France."
• 每次应用完整执行（从接收输入到返回结果）会被记录为一个 Trace（调用链），Trace 内部由层级分明的 Run（运行步骤）构成，形成可无限展开的 “追踪树”（Trace Tree）；
• 示例：

追踪树每个节点代表一个 Run，清晰呈现执行逻辑：根节点（RunnableSequence）是应用顶层调用； 父节点（LLMChain）是具体链或代理；子节点展示父节点组件的执行细节 ——(PromptTemplate) 显示填充变量后的完整提示； (LLM Call) 记录模型调用的名称、耗时、Token 消耗； Agent 应用还会显示工具调用及输入输出；(OutputParser) 展示输出解析步骤。

这种结构与 LangChain 表达式语言（LCEL）执行图直接对应，代码逻辑结构与追踪可视化结构同构。开发者使用 LangSmith 调试时，不仅能查看日志，还能直观验证代码逻辑是否符合预期，提升调试效率。

3. 实践之旅：构建可观测的 LLM 应用

3.1 准备工作

• 注册与密钥获取：访问 LangSmith 官网，用 GitHub 或 Google 账号登录。进入 “Settings” 页面，在 “API Keys” 选项卡创建并保存 API 密钥。
• 项目环境搭建：
• 本地创建项目文件夹并进入：

mkdir langsmith - translator

cd langsmith - translator

• 创建 Python 虚拟环境隔离依赖：

\# Mac/Linux

python3 -m venv venv

source venv/bin/activate

\# Windows

python -m venv venv

venv\Scripts\activate

3.2 代码实现

以简单翻译应用为例，展示 LangSmith 的代码集成方式，基于 LangChain 的 LLMChain 实现翻译功能：

import os

from langchain import LLMChain, PromptTemplate

from langchain.chat\_models import ChatOpenAI

from langsmith import Client

from langsmith.run\_helpers import traceable

\# 设置环境变量

os.environ\["LANGCHAIN\_API\_KEY"] = "YOUR\_API\_KEY"

os.environ\["OPENAI\_API\_KEY"] = "YOUR\_OPENAI\_KEY"

os.environ\["LANGCHAIN\_PROJECT"] = "translation\_project"

\# 初始化LangSmith client

client = Client()

\# 定义翻译模板

template = """Translate the following English text to French: {text}"""

prompt = PromptTemplate(input\_variables=\["text"], template=template)

\# 创建LLMChain

@traceable(run\_type="translation")

def translate\_text(text):

    llm = ChatOpenAI(temperature=0)

    chain = LLMChain(llm=llm, prompt=prompt)

    result = chain.run(text)

    return result

\# 调用翻译函数

text\_to\_translate = "Hello, world!"

translation = translate\_text(text\_to\_translate)

print(translation)

上述代码中，通过环境变量建立与 LangSmith 的连接，用@traceable装饰器标记翻译函数，实现函数运行情况的 LangSmith 追踪。

4. 高级功能探索

4.1 评估（Evaluation）：衡量应用质量

• LangSmith 提供丰富评估功能，帮助衡量 LLM 应用性能与质量；
• 开发者可定义包含输入和预期输出的评估数据集，使用 LangSmith 评估器对应用输出打分；
• 例如，用精确匹配评估器检查输出与预定义答案的一致性，或用 LLM 作为裁判评估器判断输出合理性；
• 通过这些评估，可精准掌握应用在不同场景的表现，定位问题并优化。

4.2 监控（Monitoring）：实时掌握运行状态

• 应用部署后，实时监控至关重要；
• LangSmith 实时收集运行数据（Token 消耗、响应时间、错误率等），通过仪表盘可视化展示；
• 开发者可依据实时数据，及时发现性能瓶颈与异常（如 Token 消耗异常增加，可能是无效请求或模型调用问题），采取调整措施保障应用稳定运行。

4.3 提示词工程（Prompt Engineering）：优化提示词效果

• 提示词质量直接影响 LLM 应用输出；
• LangSmith 支持开发者在平台测试、比较不同提示词，通过观察输出准确性、相关性等指标，调整优化提示词；
• 同时，LangSmith 记录提示词历史版本及对应运行结果，方便回溯分析，提升提示词设计能力。