检索增强生成(RAG)早已不是简单的向量相似度匹配加 LLM 生成这一套路。LongRAG、Self-RAG 和 GraphRAG 代表了当下工程化的技术进展,它们各可以解决不同的实际问题。

标准的 RAG 流程大概是这样的:把文档分割成小块、向量化、通过余弦相似度检索、喂给 LLM。这套路对很多场景确实够用,但会遇到很多问题,比如:
跨越式的上下文依赖。一个完整的逻辑链条可能横跨几千个词,而小块划分会把它们切散。其次是检索的盲目性,系统拉回来的内容有没有真正用处,完全没有办法自检。最后就是关系的表达能力。向量相似度再相关,也就是找找"感觉差不多"的内容,实体间的复杂联系它看不见。
高级 RAG 的这几种变体正是为了解决这些问题而设计的。
LongRAG:保持上下文的连贯性LongRAG 的核心想法其实不复杂:既然现在的 LLM 支持更长的上下文窗口(32K、100K,甚至 1M 个 token),为什么还要固执于 512 token 这样的小块呢?与其切割成碎片,不如用分层的方式来组织。
这套方案做了三件事:1、对整个文档或很大的部分进行整体嵌入,保留其整体语义;2、要分块的话,块要大得多(4K-8K token)并且保持 20-30% 的重叠,这样能维持叙述的流畅性;3、检索回来的不是零散的片段,而是完整的、连贯的段落或文档。
来看个原型级别的 Python 实现:
from typing import List, Dict import numpy as npclass LongRAGRetriever: def __init__(self, model, chunk_size=8000, overlap=1600): self.model = model self.chunk_size = chunk_size self.overlap = overlap self.doc_embeddings = [] self.documents = [] def create_long_chunks(self, text: str) -> List[str]: """Create overlapping large chunks""" chunks = [] start = 0 while start < len(text): end = start + self.chunk_size chunk = text[start:end] chunks.append(chunk) start += (self.chunk_size - self.overlap) return chunks def index_document(self, doc: str, metadata: Dict): """Index document with hierarchical embedding""" # 嵌入整个文档 doc_embedding = self.model.embed(doc) # 用重叠方式创建大块 chunks = self.create_long_chunks(doc) chunk_embeddings = [self.model.embed(c) for c in chunks] self.doc_embeddings.append({ 'doc_id': len(self.documents), 'doc_embedding': doc_embedding, 'chunk_embeddings': chunk_embeddings, 'chunks': chunks, 'full_text': doc, 'metadata': metadata }) self.documents.append(doc) def retrieve(self, query: str, top_k: int = 3) -> List[Dict]: """Retrieve relevant long-form content""" query_embedding = self.model.embed(query) # 先在文档层级做匹配 doc_scores = [ np.dot(query_embedding, doc['doc_embedding']) for doc in self.doc_embeddings ] # 拿到最相关的几个文档 top_doc_indices = np.argsort(doc_scores)[-top_k:][::-1] results = [] for idx in top_doc_indices: doc_data = self.doc_embeddings[idx] # 在每份文档内找最佳的块 chunk_scores = [ np.dot(query_embedding, emb) for emb in doc_data['chunk_embeddings'] ] best_chunk_idx = np.argmax(chunk_scores) # 返回最佳块周围的扩展上下文 context_chunks = self._get_extended_context( doc_data['chunks'], best_chunk_idx ) results.append({ 'text': ''.join(context_chunks), 'score': doc_scores[idx], 'metadata': doc_data['metadata'] }) return results def _get_extended_context(self, chunks: List[str], center_idx: int) -> List[str]: """Get extended context around relevant chunk""" start = max(0, center_idx - 1) end = min(len(chunks), center_idx + 2) return chunks[start:end]
这套方案在几类问题上表现不错。法律文档分析中因为合同条款和法律论述往往环环相扣跨度很长。研究论文检索也受益明显,方法论通常需要整段的连贯阅读才能理解。代码库搜索也一样,函数和类只有放到模块的完整上下文才能用。
但是我呢提就是延迟会上升 2-5 倍,因为处理的数据量摆在那儿。但准确率有 15-25% 的提升。内存需求会翻三四倍。所以这招合适的场景是准确率比速度更值钱的地方。
Self-RAG:让检索有自我意识Self-RAG 有点不同。它在系统里埋入了反思的能力,不是盲目地拉数据然后生成,而是在关键点上进行判断,这些判断点用特殊的反思标记来表现:
检索标记(Retrieve Token)决定这个查询到底需不需要去检索。有些问题 LLM 直接能答,没必要多此一举;相关性标记(Relevance Token)评估检索回来的内容有没有用;支持标记(Support Token)检查生成的答案有没有真正建立在检索内容的基础上;批评标记(Critique Token)对整个回答做个质量评分。
这套系统可以分为三个互相穿插的环节:
class SelfRAGSystem: def __init__(self, retriever, generator, critic): self.retriever = retriever self.generator = generator self.critic = critic def generate_with_reflection(self, query: str, max_iterations: int = 3): """Generate answer with self-reflection""" # 第一步:判断是否需要检索 retrieve_decision = self.critic.should_retrieve(query) if not retrieve_decision: # 不需要检索就直接生成 return self.generator.generate(query) # 第二步:检索并评估相关性 retrieved_docs = self.retriever.retrieve(query) relevant_docs = [] for doc in retrieved_docs: relevance_score = self.critic.assess_relevance( query, doc ) if relevance_score > 0.7: # 阈值 relevant_docs.append(doc) if not relevant_docs: # 没找到相关的也回退到直接生成 return self.generator.generate(query) # 第三步:生成并验证 best_answer = None best_score = -1 for _ in range(max_iterations): # 生成候选答案 answer = self.generator.generate( query, context=relevant_docs ) # 评估这个答案有多少支持度,质量如何 support_score = self.critic.check_support( answer, relevant_docs ) quality_score = self.critic.assess_quality(answer) # 综合评分 total_score = 0.6 * support_score + 0.4 * quality_score if total_score > best_score: best_score = total_score best_answer = answer # 分数够高就不用再试了 if total_score > 0.9: break return { 'answer': best_answer, 'confidence': best_score, 'sources': relevant_docs, 'reflections': { 'retrieved': retrieve_decision, 'relevance': len(relevant_docs), 'support': support_score } }
这里面的批评组件需要好好训练,通常的做法是用有相关性标注的数据进行监督微调,然后结合强化学习用准确预测作为奖励,对比学习用来区分什么是支持的、什么是不支持的声明。
反思标记可以有几种实现路径:在模型词汇表里加特殊标记(比如 [RETRIEVE]、[RELEVANT]),或者在模型的分类器头上操作,甚至用外部的评估模型组成一个集成。
上线的时候要考虑几个问题:每多一轮反思就多增加 20-40% 的推理成本,所以要根据业务要求来平衡;对于法律、医疗这类高风险场景,反思的阈值要设高一点;普通聊天应用可以宽松一些。另外就是监控也很关键,要看系统多久会触发检索,这能告诉你是否用复杂了还是没用够。
GraphRAG:从向量相似度到关系图谱GraphRAG 则换了个思路:与其比较向量的相似度,不如用图的方式来表示文档间的关系。实体成了节点,它们的关系成了边。查询时不是找"最像"的内容,而是找连接最紧密的子图。
这个过程分为几步。首先是实体提取,从文本里识别出人名、地名、概念等;然后是关系抽取,找出它们之间的时间、因果、层级等关联;再是图构建,把这些信息组织成一个知识图谱;最后在查询时,从这个图里拉出相关的子图。
图的构建和查询
class GraphRAGBuilder: def __init__(self, entity_extractor, relation_extractor): self.entity_extractor = entity_extractor self.relation_extractor = relation_extractor self.graph = NetworkGraph() def build_graph(self, documents: List[str]): """Build knowledge graph from documents""" for doc in documents: # 提取实体 entities = self.entity_extractor.extract(doc) # 把实体加成节点 for entity in entities: self.graph.add_node( entity['text'], entity_type=entity['type'], context=entity['surrounding_text'] ) # 提取关系 relations = self.relation_extractor.extract( doc, entities ) # 把关系加成边 for rel in relations: self.graph.add_edge( rel['source'], rel['target'], relation_type=rel['type'], confidence=rel['score'], evidence=rel['text_span'] ) def enrich_graph(self): """Add derived relationships and metadata""" # 计算节点的重要性(PageRank 等) self.graph.compute_centrality() # 发现社群和聚类 self.graph.detect_communities() # 如果有时间戳就加上时间序列 self.graph.add_temporal_edges()
查询时需要做多跳推理:
class GraphRAGRetriever: def __init__(self, graph, embedder): self.graph = graph self.embedder = embedder def retrieve_subgraph(self, query: str, max_hops: int = 2, max_nodes: int = 50): """Retrieve relevant subgraph for query""" # 识别查询里涉及的实体 query_entities = self.entity_extractor.extract(query) # 在图里找对应的节点 seed_nodes = [] for entity in query_entities: matches = self.graph.find_similar_nodes( entity['text'], similarity_threshold=0.85 ) seed_nodes.extend(matches) # 从这些节点出发扩展子图 subgraph = self.graph.create_subgraph() visited = set() for seed in seed_nodes: self._expand_from_node( seed, subgraph, visited, current_hop=0, max_hops=max_hops ) # 按相关性给节点排序 ranked_nodes = self._rank_subgraph_nodes( subgraph, query ) # 提取并格式化成文本 context = self._format_graph_context( ranked_nodes[:max_nodes], subgraph ) return context def _expand_from_node(self, node, subgraph, visited, current_hop, max_hops): """Recursively expand subgraph""" if current_hop >= max_hops or node in visited: return visited.add(node) subgraph.add_node(node) # 获取邻接节点 neighbors = self.graph.get_neighbors(node) for neighbor, edge_data in neighbors: # 把边加到子图里 subgraph.add_edge(node, neighbor, edge_data) # 继续递归扩展 self._expand_from_node( neighbor, subgraph, visited, current_hop + 1, max_hops ) def _format_graph_context(self, nodes, subgraph): """Convert subgraph to textual context""" context_parts = [] for node in nodes: # 加上节点本身的信息 context_parts.append(f"Entity: {node.text}") context_parts.append(f"Type: {node.entity_type}") # 加上和其他节点的关系 edges = subgraph.get_edges(node) for edge in edges: context_parts.append( f"- {edge.relation_type} -> {edge.target.text}" ) return "\n".join(context_parts)
微软的 GraphRAG 实现加了一层摘要的机制:先从文档里用 LLM 提取实体和关系构建初始图,然后用 Leiden 算法这类方法识别出社群,为每个社群生成摘要,形成多层级的抽象结构。查询时先定位到相关社群,再往下钻到具体实体。
这套方式特别擅长处理三类问题:探索性的查询("这批文档的主要话题是什么"),需要多跳推理的查询("A 通过 B 怎么连到 C"),还有时间序列的分析("这个实体的关系怎么演变的")。
如何选择说了这么多,到底该用哪个?这取决于你的具体情况。
用 LongRAG 的前提是文档本身就有很强的内部关联性,你的 LLM 支持足够长的上下文(32K 起),而且准确性比响应速度更值钱。它特别适合报告、论文、书籍这类结构化文档。
Self-RAG 则适合对答案的准确性和可信度有较高要求的场景。假如检索出错带来的损失很大,或者查询的复杂度差异很大(有些直接能答,有些得查资料),Self-RAG 的反思机制就显出价值。用推理速度会慢一些的代价换来的是更可控的质量。
GraphRAG 适合领域里实体关系很丰富的情况。如果查询通常需要理解多个实体间的联系,或者涉及时间演变、层级关系这类复杂的关联,用图来表示就能发挥威力。
但是这三个方案可以组合使用:比如 LongRAG 加 GraphRAG,先用图结构定位到相关的文档集群,然后取完整的文档而不是片段。或者 Self-RAG 加 GraphRAG,用反思能力来决定图遍历的路径,什么时候往深处走,什么时候停止。甚至可以设计三阶段的流程:先用 GraphRAG 做基于实体的初步检索,再用 Self-RAG 筛选相关性,最后用 LongRAG 组织上下文。
工程考量嵌入模型的选择不同的 RAG 变体对嵌入能力的需求有差异。LongRAG 需要嵌入在文档和块两个层级都能工作,最好选用在长序列上用对比学习训练过的模型;Self-RAG 需要嵌入能够捕捉细粒度的语义差异,用于精准的相关性评估;GraphRAG 则需要对实体有特殊的理解,在实体链接任务上微调的模型会表现更好。
分块策略传统的等长分块对于高级 RAG 太粗糙了。语义分块在段落、章节、话题转换的自然边界处切割;递归分块能建立父子关系的层级结构;滑动窗口用重叠的块在边界保留上下文;结构感知分块要尊重 Markdown 标题、XML 标签、代码块这些结构信息。
Python 的 LangChain 和 LlamaIndex 库都内置了这些分块策略的支持。
重排序的价值在初步检索后加一层重排序模型,根据查询-文档的交互特征重新评分,这能显著提升效果。通常能带来 10-20% 的准确率提升并且延迟增加很少。
总结RAG 的进化路径已经很清楚了:LongRAG 解决的是信息碎片化,当你有计算资源处理长上下文、需要保留完整语义的时候就用它;Self-RAG 带来了反思能力,减少假阳性,提高可信度,特别适合高风险应用;GraphRAG 则是针对关系密集的领域,能发现向量方法完全看不到的连接。
随着 LLM 和上下文窗口的继续进化,RAG 的形态也会不断调整。关键是要理解自己的业务约束:文档特点、查询模式、容错度、算力成本,然后有针对性地选择技术组合。
https://avoid.overfit.cn/post/20ba0abf1ad148998a5adf7fcc521c8f
作者:Rost Glukhov