Java LangChain4j常见技术问题：如何实现自定义Prompt模板？

Question

**问题描述：** 在使用 Java LangChain4j 时，如何实现自定义 Prompt 模板，以支持动态参数注入和多场景复用？是否可以通过扩展内置模板引擎或整合第三方模板引擎（如 Freemarker、Velocity）来增强模板的灵活性和可维护性？

Answer 1

1. 背景与问题引入

在使用 Java LangChain4j 构建基于大语言模型（LLM）的应用时，Prompt 模板的灵活性和可复用性至关重要。特别是在面对多场景、多用户、多业务逻辑的情况下，如何实现 自定义 Prompt 模板，并支持动态参数注入和多场景复用，成为开发过程中的关键挑战。

LangChain4j 提供了基本的模板支持，但在复杂业务场景中，其内置模板引擎的灵活性可能不足。因此，是否可以通过 扩展内置模板引擎 或 整合第三方模板引擎（如 Freemarker、Velocity）来增强模板的灵活性和可维护性，成为值得深入探讨的问题。

2. LangChain4j 的模板机制概述

LangChain4j 提供了 PromptTemplate 类用于构建 Prompt，其基本用法如下：

PromptTemplate template = PromptTemplate.from("Hello, {{name}}! You are a {{role}}.");
Prompt prompt = template.apply(Map.of("name", "Alice", "role", "developer"));
    

该方式支持简单的参数替换，使用 {{}} 作为占位符。虽然这种机制足够应对简单的场景，但在以下情况下显得不足：

• 模板逻辑复杂：如条件判断、循环结构等。
• 多语言支持：需要根据不同语言生成不同 Prompt。
• 模板继承与复用：需要支持基础模板的继承与扩展。

3. 自定义模板引擎的实现思路

为了提升模板的灵活性和可维护性，可以考虑通过以下方式扩展 LangChain4j 的模板能力：

1. 实现自定义模板解析器：编写一个符合 PromptTemplateParser 接口的类，用于解析自定义语法。
2. 封装第三方模板引擎：将 Freemarker、Velocity 或 Thymeleaf 等模板引擎封装为 LangChain4j 的模板适配器。
3. 模板预处理机制：在调用 LLM 之前，先对模板进行预处理，注入上下文变量。

例如，使用 Freemarker 实现模板渲染：

Configuration cfg = new Configuration(Configuration.VERSION_2_3_31);
cfg.setClassForTemplateLoading(MyClass.class, "/templates");

Template ftlTemplate = cfg.getTemplate("prompt.ftl");
StringWriter writer = new StringWriter();
ftlTemplate.process(dataModel, writer);
String renderedPrompt = writer.toString();
    

4. 模板复用与多场景支持

为了实现模板的多场景复用，建议采用以下策略：

策略	描述	优点	缺点
模板继承	通过模板引擎支持的继承机制，定义基础模板和子模板。	结构清晰，易于维护。	依赖模板引擎的能力。
参数驱动逻辑	通过参数控制模板中不同逻辑分支。	灵活，无需修改模板内容。	逻辑复杂时可读性差。
模板注册中心	将常用模板集中管理，按场景动态加载。	统一管理，便于扩展。	需要额外开发管理模块。

5. 集成 Freemarker 的完整示例

下面是一个将 Freemarker 集成到 LangChain4j 的完整流程图：

graph TD
            A[开始] --> B[加载模板文件]
            B --> C{模板引擎是否为Freemarker?}
            C -->|是| D[初始化FreeMarker配置]
            C -->|否| E[使用默认模板引擎]
            D --> F[解析模板内容]
            E --> F
            F --> G[注入动态参数]
            G --> H[生成最终Prompt]
            H --> I[调用LLM模型]

通过这种方式，可以实现高度可配置、可复用的 Prompt 模板系统，适用于企业级应用。