news 2026/4/3 11:39:11

收藏级!RAG工作原理详解:11张图带你吃透RAG完整工作流程

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张小明

前端开发工程师

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收藏级!RAG工作原理详解:11张图带你吃透RAG完整工作流程

对于刚入门大模型的小白,或是想落地大模型应用的程序员来说,RAG(检索增强生成)绝对是绕不开的核心技术——它能轻松解决大模型“知识过时”“易幻觉”“不懂私有数据”三大痛点。本文将用11张直观示意图,把RAG的核心概念、七步工作流拆解得明明白白,新手也能快速上手,建议收藏反复学习!

一、先搞懂:RAG到底是什么?

RAG的全称是Retrieval-Augmented Generation(检索增强生成),名字直接点明了它的核心逻辑:用“检索外部知识”的方式,增强大模型的“生成能力”。下面这张图清晰展示了其核心框架:


它的核心价值在于打破传统大模型的“知识牢笼”,通过三个关键环节的协同,让大模型成为“实时更新、精准可信”的知识处理器:

  • 检索(Retrieval):主动“找知识”而非“记知识”传统大模型的知识局限于训练数据,想了解2024年的新信息、公司内部文档等,根本无从下手。而RAG会主动从外部知识库(比如向量数据库)中,通过近似最近邻搜索(ANN)算法,精准定位与用户问题相关的知识片段。相当于给大模型配了一个“实时搜索引擎”,随时能调取最新、最专属的知识。
  • 增强(Augmented):动态扩展上下文,零成本更新知识检索到的知识不会直接给用户,而是先“喂”给大模型,作为上下文的一部分补充进去。这一步完美解决了两个问题:一是不用花几百万、几千万重新训练大模型,就能让它掌握新知识;二是规避了大模型上下文窗口有限的问题,只把最相关的知识片段传进去,提升效率。
  • 生成(Generation):基于权威依据,生成可信答案大模型结合用户的原始问题和检索到的权威知识,生成最终回复。关键是,它能自动关联知识来源(比如“根据2024Q1行业报告第3节内容”),不仅减少了“胡编乱造”的幻觉问题,还让答案可追溯、可验证,专业度和可信度直接拉满。

简单总结:RAG通过“主动检索找知识→动态增强补上下文→可信生成出答案”的闭环,把大模型从“封闭的知识容器”变成了“开放的知识处理器”,是平衡大模型实时性、准确性和成本的最优解。

二、拆解RAG七步工作流:从知识准备到智能生成的全流程

了解了核心概念,再来看RAG的具体工作流程。下面这张图完整展示了从“原始知识”到“最终答案”的七个关键步骤,每一步都环环相扣,缺一不可:

步骤1:知识分块(Chunking)——把海量知识拆成“可检索的小单元”

我们要用到的外部知识(比如PDF报告、Word文档、企业数据库里的内容),大多是大段的文本,直接处理会导致语义混乱、检索精准度低。所以第一步要做“知识分块”,把大文本切割成语义完整的小片段。

这里有个关键原则:既要保证每个片段能独立表达完整意思,又要适配后续嵌入模型的输入长度限制。比如表格要完整保留,不能切成两半;段落要按主题边界拆分,避免把“问题”和“解决方案”拆到不同片段里。只有分块合理,后续检索才能精准。


给新手补充:常见的分块策略有5种,不同场景适配不同策略,具体可以参考下面这张图:

步骤2:生成嵌入(Embedding)——把文字变成“机器能看懂的数字”

机器没法直接理解文字的语义,所以需要把分好的每个知识块,通过“预训练嵌入模型”(比如基于Transformer的双编码器)转化成高维向量(一串数字)。这个过程的核心是“捕捉语义特征”,比如让“抗过拟合技术”和“正则化方法”的向量非常接近,这样机器就能判断两者语义相关。

这里要注意:RAG用的是“上下文嵌入模型”,不是早期的单词嵌入模型(比如Word2Vec、Glove)。上下文嵌入的优势是“动态适配”——同一个词在不同语境下,会生成不同的向量。比如“苹果”,在“吃苹果”和“苹果手机”两个句子里,向量完全不同,能精准区分语义。


下面这张图清晰对比了“上下文嵌入”和“单词嵌入”的区别,新手可以直观理解:

步骤3:向量存储(Vector Storage)——搭建“知识记忆库”

生成的高维向量,会和原始知识块、元数据(比如文档来源、页码、创建时间)一起,存入“向量数据库”。向量数据库不只是个“存储器”,更关键的是它支持“近似最近邻索引”(比如HNSW索引),能实现毫秒级的相似性搜索——相当于给海量知识搭建了一个“快速检索的记忆库”。

这里给程序员提个小提示:向量数据库是RAG的核心组件,选择时要关注吞吐量、检索速度和兼容性(比如是否支持多模态向量)。常见的向量数据库有Pinecone、Milvus、Chroma等,新手可以从Chroma入手,轻量化易部署。

步骤4:用户查询嵌入(Query Embedding)——把“问题”变成“检索指令”

当用户提出问题(比如“RAGFlow怎么支持多模态内容?”)时,系统会用“和处理知识块完全相同的嵌入模型”,把问题也转化成高维向量——也就是“查询向量”。这样一来,问题和知识块就处于同一个“语义空间”,机器就能通过计算向量相似度,找到最相关的知识。

这里的核心逻辑是“统一语义标准”:如果知识块用A模型嵌入,查询用B模型嵌入,两者的向量就无法比对,检索就会失效。所以新手在搭建RAG时,一定要保证“知识嵌入”和“查询嵌入”用同一个模型。


步骤5:语义检索(Semantic Retrieval)——从记忆库中“精准找答案”

系统会用查询向量,在向量数据库中通过近似最近邻算法(ANN)快速扫描,召回Top-K个最相关的知识块(比如包含“RAGFlow OCR提取”“表格转Markdown”的片段)。为了提升精准度,实际应用中还会结合“关键词匹配”(比如BM25算法)——既保证能找到语义相关的内容,又不会漏掉包含精确术语的片段。

比如用户问“多模态支持”,如果知识块里有“OCR提取图片文字”“PDF表格识别”等内容,即使没直接用“多模态”这个词,语义检索也能精准定位到,这就是它比传统关键词搜索的优势。

步骤6:重排序(Reranking)——给检索结果“排个优先级”

初步检索到的Top-K个知识块,可能存在“语义相似但主题偏离”的问题。比如用户问“RAGFlow的多模态支持”,检索结果里可能混进了“其他工具的OCR功能”,这时候就需要“重排序”环节来校准。

重排序会用到“交叉编码器(Cross-Encoder)”,它会深度分析查询和每个知识块的交互关系,给每个片段打一个精准的相关性分数,然后把最契合的片段排在最前面。这一步能有效过滤噪声,让后续生成答案的依据更精准。

步骤7:增强生成(Augmented Generation)——融合知识,生成最终答案

最后一步,大模型会接收两个输入:用户的原始问题,以及重排序后的优质知识块。通过注意力机制,大模型会把两者的信息融合起来,生成连贯、结构化的回复。比如结合“OCR提取图像文本”“表格转Markdown”等知识,输出:“RAGFlow的多模态支持核心在于两点:一是通过OCR技术提取图片中的文字信息,二是将PDF/图片中的表格转为Markdown格式保留结构,最终实现文本、图像、表格等多模态内容的统一语义处理。”

总结:RAG的核心价值与应用意义

RAG的七步工作流,本质是构建了一条“知识固化→意图解析→动态增强→可控输出”的完整链条。它没有改变大模型的核心架构,却通过“外部检索+上下文增强”的巧妙设计,让大模型实现了“知识实时更新”“精准解答专业问题”“适配私有数据”的能力。

对于小白来说,理解RAG是入门大模型应用的关键;对于程序员来说,RAG是落地大模型项目的“性价比之王”——不用重训大模型,就能快速搭建出适配业务场景的智能问答、文档解析等应用。建议收藏本文,结合图中的流程反复梳理,后续上手实操会更轻松!

如何学习大模型 AI ?

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但是具体到个人,只能说是:

“最先掌握AI的人,将会比较晚掌握AI的人有竞争优势”。

这句话,放在计算机、互联网、移动互联网的开局时期,都是一样的道理。

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该阶段我们正式进入大模型 AI 进阶实战学习,学会构造私有知识库,扩展 AI 的能力。快速开发一个完整的基于 agent 对话机器人。掌握功能最强的大模型开发框架,抓住最新的技术进展,适合 Python 和 JavaScript 程序员。

  • 为什么要做 RAG
  • 搭建一个简单的 ChatPDF
  • 检索的基础概念
  • 什么是向量表示(Embeddings)
  • 向量数据库与向量检索
  • 基于向量检索的 RAG
  • 搭建 RAG 系统的扩展知识
  • 混合检索与 RAG-Fusion 简介
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第三阶段(30天):模型训练

恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。

到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?

  • 为什么要做 RAG
  • 什么是模型
  • 什么是模型训练
  • 求解器 & 损失函数简介
  • 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
  • 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
  • Transformer结构简介
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第四阶段(20天):商业闭环

对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。

  • 硬件选型
  • 带你了解全球大模型
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  • 搭建 OpenAI 代理
  • 热身:基于阿里云 PAI 部署 Stable Diffusion
  • 在本地计算机运行大模型
  • 大模型的私有化部署
  • 基于 vLLM 部署大模型
  • 案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
  • 部署一套开源 LLM 项目
  • 内容安全
  • 互联网信息服务算法备案

学习是一个过程,只要学习就会有挑战。天道酬勤,你越努力,就会成为越优秀的自己。

如果你能在15天内完成所有的任务,那你堪称天才。然而,如果你能完成 60-70% 的内容,你就已经开始具备成为一名大模型 AI 的正确特征了。

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