如何跨越 LangChain 应用研发的最后一公里

说 [LangChain] 是现在最流行的 AI 应用开发框架，应该没有人出来反对吧。LangChain 的出现极大地简化了基于大型语言模型（LLM）的 AI 应用构建难度，如果把 AI 应用比作一个人的话，那么 LLM 相当于这个人的“大脑”，而 LangChain 则是通过提供各种工具和抽象，来充当这个人的“四肢”，两者结合起来，就能实现一个具备“思考能力”的 AI 应用。不过，本文并不介绍 LangChain 的具体使用方法，而是希望与读者探讨一下 LangChain 应用研发的最后一公里问题 —— 如何部署 LangChain 应用，以 AWS 为例。你说为什么要部署到 AWS 上？当然是羊毛太香了，日常使用完全免费。

首先，明确一下本文讨论的范围：本文讨论的不仅仅是将一个 LangChain 应用的代码部署到云上跑起来，如果只考虑这一点的话，那么我们只需要考虑使用虚拟机 EC2、容器服务 Fargate 或者 Lambda 函数就可以完成。但是，一个完整的 AI 应用通常还需要一系列的基础服务来支撑，比如使用数据库来保存会话历史，使用向量数据库存储知识库的 Embedding 等。想要实现功能更加完善的 AI 应用甚至还需要消息队列、API Gateway 等能力。因此，本文要讨论的是：如何将一个 LangChain 应用及其依赖的基础服务一并部署到云上。

🔗 LangServe

熟悉 LangChain 生态的读者看到这可能会联想到 LangChain 的一个子项目 [LangServe]。LangServe 的目标就是简化 LangChain 应用的部署，它可以将 LangChain 应用封装成 API 服务器，并默认提供 stream、async、docs、playground 等端口。但只有 LangServe 还远没有解决 LangChain 应用部署的问题，因为它最终提供的只是一个基于 FastAPI 的 API 服务器，类似 Flask、Django 等框架。如何部署 LangServe 应用到云上，如何创建与管理应用依赖的基础服务，这些问题 LangServe 并没有解决。

不过，LangChain 正在积极地在 LangSmith 平台上提供托管 LangServe 的能力，说明 LangChain 社区也意识到 LangChain 应用产品化部署的问题，正在努力解决。但即使如此，LangChain 应用依赖的基础服务怎么办？难道 LangSmith 也要提供这些服务吗？应用托管、后端服务，这些不都是云服务商的核心竞争力吗？为何不如直接使用 AWS、Azure 等云服务商提供的服务呢？

🪄 部署 LangChain 应用的 3 种方式

那我们就来看看如何将 LangChain 应用部署到 AWS 上。在这里，我们介绍三种不同方式来部署 LangChain 应用。如果你有更好的方式，欢迎一起探讨。

⚙️ AWS CDK

在一次 AWS GenAI Day 活动中，AWS 邀请了 LangChain 的 CEO Harrison Chase，活动主题就是“使用 LangChain 和 Amazon Bedrock 构建和部署前沿生成式 AI 应用”，你可以从[这里]观看活动的录播。

有趣的是，活动中有大量篇幅在介绍 AWS 提供的 OpenSearch、Bedrock、Kendra 等多种服务都可以和 LangChain 集成，但是在最后演示的时候，却没有演示如何创建这些服务的实例，也没有演示如何部署 LangChain 应用到 AWS 上，只演示了一个在本地执行的 LangChain 应用，应用中使用了已经部署好的 AWS Bedrock 和 Kendra 的服务实例。

不过，我在视频最后的 Resources 列表里发现了 [langchain-aws-template 这个 GitHub 仓库]，里面包含了两个 AWS 与 LangChain 集成的示例应用，并且包含了完整的部署指南，整个部署过程包括 4 步：

使用 Conda 创建特定的 Python 环境；
配置密钥等应用所需数据；
执行 Bash 脚本打包应用；
使用 AWS CDK 部署应用。

看起来非常简单对不对？但是，如果你需要实现更复杂的功能，依赖更多的基础服务，那你就需要修改打包过程、CDK 部署脚本等，这个过程对于不熟悉 AWS CDK，或者不熟悉 AWS 云服务的开发者来说，是有一定门槛的。

此外，我们之前做过一个[对比]，IaC 代码的代码量是业务代码的 2-3 倍，这意味着使用 IaC 工具就需要花费大量的时间来维护 IaC 代码，而开发者显然希望能够更多地专注于业务代码开发，毕竟开发目标是实现应用功能。

这里简单提一下，AWS CDK 是基础设施即代码（IaC）工具中的一种，此类工具除了 AWS CDK 之外，还有 Terraform、Pulumi 等。使用方式类似，也同样存在上面提到的这些问题。

⌨️ AWS 控制台

如果不使用 AWS CDK，我们可以通过登录 AWS 控制台手动创建应用依赖的基础服务。不过这种方式操作起来非常繁琐，需要在控制台的不同页面反复跳转，来创建不同的服务实例，以及服务实例之间的权限配置等，这对于不熟悉 AWS 的开发者来说，是一个很大的挑战。并且这些过程也不能被自动化，团队协作、持续集成、持续部署就更不用想了，对于复杂的应用来说，这种方式显然不可行。

从上面的介绍可以看出，基于 AWS CDK 的部署方式具有一定的门槛，而手动创建的方式又不够自动化，并且这两种方式存在一些相同的问题：

极易出错：两种方式本质都是手动逐个创建细粒度的服务实例，容易出现配置遗漏、错误等问题，而这些问题在部署过程中很难被发现，只有在应用运行时才会暴露出来。
需要 AWS 背景知识：不管是通过 CDK 代码定义服务实例，还是通过控制台手动创建服务实例，都需要开发者对 AWS 的服务有深入的了解，包括应用直接依赖的 DynamoDB、S3 等服务，以及间接依赖的 IAM 等服务。
权限配置繁琐：出于安全的考虑，我们通常以最小权限原则来配置各个资源服务实例的权限，如果由开发者通过 CDK 或者控制台手动管理这些权限，那必定是一个非常繁琐的配置过程，并且在修改业务代码后，也非常容易忘记更新权限配置。
依赖管理：在将 LangChain 应用发布成 AWS Lambda 函数实例时，我们需要在打包时将应用依赖的 SDK 一并打包进来，而这个过程需要开发者手动管理，一方面容易遗漏依赖库，另一方面如果本地设备的操作系统、CPU 架构与 AWS 平台不一致，那打包过程就会更加麻烦。

🤖️ Pluto

从上面的分析可以看到，AWS 等大型云服务商提供了很多强大的服务，但距离开发者真正用起来却还有一段距离，上手门槛还挺高的。因此，我们产生一个想法：能不能直接从 LangChain 应用代码中直接推导出应用的基础设施资源需求，然后自动在 AWS 等云平台上创建相应的资源实例，通过这种方式来简化资源创建和应用部署的流程。基于此，我们构建了一个研发工具 [Pluto]。

Pluto 是一款面向个人开发者的研发工具，致力于帮助开发者更便捷地构建云和 AI 应用，解决上面提到的一系列云的易用性相关问题。开发者可以在应用代码中直接定义与使用应用所需的云服务，包括 AWS DynamoDB、SageMaker 等。Pluto 会通过静态程序分析的方式从代码中自动获取应用程序的基础设施需求，并在指定云平台上创建相应的服务实例。可以从我们的 [GitHub 仓库]进一步了解 Pluto 的设计与理念，本文就不再过多赘述了。

那么，使用 Pluto 部署 LangChain 应用是什么样的体验呢？我们来看一个简单的示例：

import os

from pluto_client import Router, HttpRequest, HttpResponse
from langchain_core.pydantic_v1 import SecretStr
from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplate
from langchain_core.output_parsers import StrOutputParser
from langchain_openai import ChatOpenAI

prompt = ChatPromptTemplate.from_template("tell me a short joke about {topic}")
model = ChatOpenAI(
    model="gpt-3.5-turbo",
    api_key=SecretStr(os.environ["OPENAI_API_KEY"]),
)
output_parser = StrOutputParser()

def handler(req: HttpRequest) -> HttpResponse:
    chain = prompt | model | output_parser
    topic = req.query.get("topic", "ice cream")
    joke = chain.invoke({"topic": topic})
    return HttpResponse(status_code=200, body=joke)

router = Router("pluto")
router.get("/", handler)

上面这段代码就是一个基于 Pluto 实现的 LangChain 应用，是不是就像普通 Python 应用一样？但是，只需要执行 pluto deploy，Pluto 就能在 AWS 平台上构建出下图所示的应用架构，过程中会自动创建 API Gateway、Lambda 资源实例，并且配置好 API Gateway 到 Lambda 的路由、触发器、权限等。

限于篇幅，上面这个例子只展示了将 LangChain 应用与 API Gateway 资源集成，同样采用变量定义的方式，可以集成 DynamoDB、S3、SageMaker 等更多资源，你可以从[这里]获取更多示例。

因为基础设施配置是和应用代码一起定义的，所以开发者可以根据自己的需求随意更改代码，在下次 pluto deploy 时，Pluto 会自动更新应用的基础设施配置，而不需要开发者进行额外的操作，解决了上面提到的容易出错、代码打包、权限配置繁琐等体验问题。

💬 总结

本文讨论了多种将 LangChain 应用部署到 AWS 上的方式，发现像 AWS、Azure 等大型云服务提供商虽然提供了很多强大的服务，但是开发者真正用起来却并不轻松，上手门槛较高。这或许也是 LangSmith、Modal、LaptonAI 等 AI Infra 产品出现的原因，他们致力于成为 AI 应用的一站式服务商。而我们则从另一个角度出发，直接从应用代码中推导出应用的基础设施需求，自动在云平台上创建相应的服务实例，以此帮助开发者解决应用部署问题。我们希望最终能够让开发者专注于业务逻辑的编写，即使是对 AWS 不太熟悉的开发者，也能不纠结于基础设施的繁琐配置，将应用轻松地部署到云上。

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