使用语义内核高效更新 CosmosDB 中的矢量数据

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使用语义内核高效更新 CosmosDB 中的矢量数据
使用语义内核高效更新 CosmosDB 中的矢量数据

简化了AI驱动聊天机器人的矢量数据更新

创建一个利用 Markdown 文件作为知识库的聊天机器人绝非易事,尤其是在管理 CosmosDB 中的向量嵌入时。对于将 Semantic Kernel 与 Azure CosmosDB 集成以实现高级内存存储的开发人员来说,经常会遇到这一挑战。 💡

虽然保存新的Markdown文件及其关联的向量似乎很简单,但更新这些向量有效地提出了一个独特的问题。开发人员经常遇到更新的降价内容会导致数据库中重复的条目而不是覆盖现有条目的情况。

在一个现实场景中,开发人员实现了一个机器人,将 Markdown 文件保存为 CosmosDB 中的向量。然而,当尝试更新文件时,他们注意到创建了新项目而不是修改现有项目,导致数据重复和效率低下。

本文深入研究了如何有效地解决此问题,从而确保CosmosDB仅更新必要的部分,同时避免了全面的矢量重新创建。借助正确的技术,您可以为聊天机器人维护精简,准确的内存商店,即节省时间和资源。 🚀

命令 使用示例
WithMemoryStore() 用于配置存储器存储,在这种情况下是Azure cosmosdb。它指定参数,例如数据库端点,键,嵌入尺寸和索引类型。
VectorIndexType.DiskANN 定义要在 CosmosDB 中使用的向量索引类型。 DiskANN是一种适用于大型数据集的高性能近似最近邻算法。
SaveInformationAsync() 将新的内存记录保存到COSMOSDB中的指定集合中。此功能允许添加文本,描述和标识符以进行检索。
GetAsync() 通过其唯一标识符从COSMOSDB检索现有的内存记录。这有助于检查记录是否已经存在,然后进行更改。
RemoveAsync() 从CosmosDB删除现有记录。这对于确保在更新数据之前不存在重复条目很有用。
UpsertItemAsync() 用于在数据库中插入或更新文档的 CosmosDB SDK 命令。如果文档存在,则更新;否则,将创建一个新文档。
PartitionKey 指定 CosmosDB 中文档的分区键。这对于有效组织和查询数据库中的数据至关重要。
Mock<T>() MOQ库的功能用于创建用于单元测试的模拟对象。在此示例中,它用于模拟语义文本内存的行为。
Verify() 在测试期间调用模拟对象的特定函数的方法中的一种方法。它有助于确认发生的预期动作(例如保存或删除数据)发生了。
Times.Once 指定在单元测试期间应调用方法的预期次数。在这里,它确保 SaveInformationAsync 等关键函数仅被调用一次。

使用语义内核优化cosmosdb中的向量更新

上面提供的脚本解决了使用COSMOSDB管理内存商店的共同挑战:有效地更新矢量数据而无需重复条目。第一个解决方案利用语义内核的内置内存管理功能,例如 异步保存信息删除异步。这些命令确保每个 Markdown 文件的矢量表示都得到正确更新。该过程首先使用以下命令检查向量是否已存在于集合中 获取异步。如果发现,脚本将在保存新向量之前删除过时的条目,从而阻止重复。对于那些希望与语义内核无缝集成的同时,在数据库中保持清洁和准确的数据的同时,这种方法是理想的选择。 💻

第二种方案直接使用CosmosDB SDK来管理向量。这种方法更加通用,允许对更新逻辑进行高级控制。例如, UPSertiteMasync 用于在单个操作中替换或添加数据库中的文档。通过指定 分区键,该脚本确保有效的查询并防止不必要的数据库开销。这种方法对于想要自定义数据库操作,使他们能够处理边缘案例或实施其他安全措施的开发人员特别有用。

单位测试在验证两种解决方案的功能方面起着至关重要的作用。在上面的示例中,使用量签名来模拟内存管理系统的行为,以确保所有预期的操作正确地发生。例如, 核实 用于确认功能类似 removeasync异步保存信息 在适当的时间被调用。这可确保系统在各种条件下按预期运行,例如更新或插入新的 Markdown 文件。 🧪

为了将所有内容联系在一起,这些解决方案强调了模块化和最佳实践的重要性。通过将每个操作隔离为特定功能(例如,更新或删除向量),开发人员可以轻松地重用或调整代码以用于其他用例。此外,错误处理和验证确保解决方案在生产环境中保持稳健。例如,如果更新期间发生 ID 不匹配,脚本会妥善处理该错误,从而防止数据损坏。无论是使用 Semantic Kernel 的内置工具还是 CosmosDB SDK,这些解决方案都使开发人员能够为 AI 驱动的应用程序维护优化且可靠的内存存储。 🚀

使用语义内核管理 CosmosDB 中的矢量数据更新

该解决方案使用 C# 进行后端实现,重点关注具有语义内核的 CosmosDB 中的高效数据处理。

// Import necessary namespaces
using Microsoft.SemanticKernel.Memory;
using Microsoft.SemanticKernel.Connectors.Memory.AzureCosmosDB;
using System.Threading.Tasks;
using System;
// Define the memory builder and initialize the semantic memory
ISemanticTextMemory semanticTextMemory = new MemoryBuilder()
    .WithTextEmbeddingGeneration(kernel.GetRequiredService<ITextEmbeddingGenerationService>())
    .WithMemoryStore(new AzureCosmosDBNoSQLMemoryStore("your-endpoint",
                                                     "your-key",
                                                     1536,
                                                     VectorDataType.Float32,
                                                     VectorIndexType.DiskANN))
    .Build();
// Define a function to update a vector in CosmosDB
public async Task UpdateVectorAsync(string collection, string id, string content, string description)
{
    var existingItem = await semanticTextMemory.GetAsync(collection, id);
    if (existingItem != null)
    {
        await semanticTextMemory.RemoveAsync(collection, id);
    }
    await semanticTextMemory.SaveInformationAsync(collection, id: id, text: content, description: description);
}
// Usage example
await UpdateVectorAsync("collection", "markdown-file-path", "updated content", "updated description");

替代解决方案:使用COSMOSDB SDK进行细粒度控制

此方法利用 Azure CosmosDB SDK 根据自定义 ID 直接更新文档。

// Import necessary namespaces
using Microsoft.Azure.Cosmos;
using System.Threading.Tasks;
using System;
// Initialize Cosmos client and container
var cosmosClient = new CosmosClient("your-endpoint", "your-key");
var container = cosmosClient.GetContainer("database-name", "collection-name");
// Define a function to update or insert a vector
public async Task UpsertVectorAsync(string id, string content, string description)
{
    var item = new
    {
        id = id,
        text = content,
        description = description
    };
    await container.UpsertItemAsync(item, new PartitionKey(id));
}
// Usage example
await UpsertVectorAsync("markdown-file-path", "updated content", "updated description");

添加单元测试以确保正确性

此C#单元测试可确保解决方案更新向量准确。

// Import testing libraries
using Xunit;
using Moq;
using System.Threading.Tasks;
// Define a test class
public class VectorUpdateTests
{
    [Fact]
    public async Task UpdateVector_ShouldReplaceExistingVector()
    {
        // Mock the semantic text memory
        var mockMemory = new Mock<ISemanticTextMemory>();
        mockMemory.Setup(m => m.GetAsync("collection", "test-id"))
            .ReturnsAsync(new MemoryRecord("test-id", "old content", "old description"));
        mockMemory.Setup(m => m.SaveInformationAsync("collection", "test-id", "new content", "new description"))
            .Returns(Task.CompletedTask);
        var service = new YourServiceClass(mockMemory.Object);
        await service.UpdateVectorAsync("collection", "test-id", "new content", "new description");
        // Verify behavior
        mockMemory.Verify(m => m.RemoveAsync("collection", "test-id"), Times.Once);
        mockMemory.Verify(m => m.SaveInformationAsync("collection", "test-id", "new content", "new description"), Times.Once);
    }
}

通过元数据策略增强矢量数据更新

管理矢量数据时经常被忽视的一个方面 cosmosdb 是使用元数据有效识别和更新记录。与其仅依赖ID或路径,不如将元数据(如时间戳,版本编号或内容值)纳入内容可以显着优化更新。例如,当更新降价文件时,可以生成内容哈希来检测更改。这样,系统仅在修改内容,避免不必要的操作并减少数据库加载后才更新向量。 🔄

另一个关键策略涉及利用CosmosDB的内置索引功能。通过自定义 分区键 索引政策,开发人员可以创建一个允许快速查找向量数据的结构。例如,通过其源文件或类别将向量分组为分区密钥可以使查询更有效。另外,在常见查询字段(例如时间戳或内容类型)上启用复合索引可以进一步提高性能。

最后,缓存策略可以补充向量更新,尤其是对于经常访问相同数据的聊天机器人。通过集成诸如REDIS之类的缓存层,该应用程序可以提供响应,而无需重复查询COSMOSDB。这不仅可以加快响应加快,而且通过最大程度地减少数据库交易来降低成本。结合这些策略可确保一种可扩展有效的方法来管理AI驱动应用程序(例如基于知识的聊天机器人)的向量数据。 🚀

有关在 CosmosDB 中更新矢量数据的常见问题

  1. 目的是什么 SaveInformationAsync 在语义内核中?
  2. 它在CosmosDB中保存了新的内存记录,包括向量嵌入和元数据,以供将来检索。
  3. 如何避免在CosmosDB中重复的条目?
  4. 使用 GetAsync 要检查现有记录,然后致电 RemoveAsync 保存更新的数据之前。
  5. 我可以在不重新创建所有内容的情况下更新向量吗?
  6. 是的,通过唯一 ID 或时间戳等元数据识别记录,并使用以下命令仅更新更改的部分 UpsertItemAsync
  7. 分区在 CosmosDB 中扮演什么角色?
  8. 分区键(例如文件路径或类别)通过对相关数据进行逻辑分组来提高查询效率。
  9. 如何验证代码中的更新?
  10. 使用MOQ等库来实现单元测试,以模拟内存更新并验证该方法 SaveInformationAsyncRemoveAsync 按预期工作。

简化可靠内存管理的向量更新

有效地更新COSMOSDB中的矢量数据对于维护用于聊天机器人和类似应用程序的可扩展可靠的内存商店至关重要。使用语义内核命令与正确的更新策略确保数据一致性,同时减少不必要的操作。这种组合增强了整体系统性能。 🤖

结合分区键、内容哈希和缓存等高级功能可进一步优化流程,从而实现更快的查询和简化的数据处理。这些最佳实践确保您的 CosmosDB 实施不仅功能强大,而且稳健,使其成为人工智能驱动的解决方案的绝佳选择。 🌟

来源和参考
  1. 关于语义内核及其API的详细文档: Microsoft语义内核文档
  2. 针对基于向量的应用程序集成COSMOSDB的指南: Azure CosmosDB 文档
  3. 示例实现AI存储器商店的实现和最佳实践: Microsoft语义内核GitHub存储库