本教程解释如何在 Couchbase 中使用向量搜索。您可以使用 Couchbase Capella 或自行管理的 Couchbase Server。
设置
要访问 Couchbase 向量存储,您首先需要安装langchain-couchbase 合作伙伴包:
凭据
前往 Couchbase 网站 并创建新连接,确保保存您的数据库用户名和密码。 您还需要 OpenAI API 密钥用于嵌入。从 OpenAI 获取一个。创建 Couchbase 连接对象
我们首先创建一个到 Couchbase 集群的连接,然后将集群对象传递给向量存储。 这里,我们使用上面的用户名和密码进行连接。您也可以使用任何其他支持的方式连接到您的集群。 有关连接到 Couchbase 集群的更多信息,请查看 文档。CouchbaseQueryVectorStore
CouchbaseQueryVectorStore 允许使用查询和索引服务利用 Couchbase 进行向量搜索。它支持两种不同类型的向量索引:
- 超大规模向量索引 - 针对大型数据集(数十亿文档)上的纯向量搜索进行了优化。适用于内容发现、推荐以及需要高准确性且内存占用低的应用。超大规模向量索引同时比较向量和标量值。
- 复合向量索引 - 将全局二级索引 (GSI) 与向量列相结合。适用于结合向量相似性与标量过滤器的搜索,其中标量过滤器可过滤掉数据集的大部分。复合向量索引先应用标量过滤器,然后在过滤后的结果上执行向量搜索。
初始化
下面,我们创建带有集群信息和距离度量的向量存储对象。 首先,设置嵌入模型(如果尚未完成):距离策略
CouchbaseQueryVectorStore 通过 DistanceStrategy 枚举支持以下距离策略:
| 策略 | 描述 |
|---|---|
DistanceStrategy.DOT | 点积相似度 |
DistanceStrategy.COSINE | 余弦相似度 |
DistanceStrategy.EUCLIDEAN | 欧几里得距离(等同于 L2) |
DistanceStrategy.EUCLIDEAN_SQUARED | 平方欧几里得距离(等同于 L2_SQUARED) |
指定文本和嵌入字段
您可以选择性地使用text_key 和 embedding_key 字段指定文档的文本和嵌入字段。
管理向量存储
一旦创建了向量存储,我们可以通过添加和删除不同项目来与其交互。 向向量存储添加项目 我们可以使用add_documents 函数向向量存储添加项目。
create_index() 方法以启用高效的向量搜索。
查询向量存储
相似度搜索 执行简单的相似度搜索可以如下操作:where_str 参数通过 SQL++ WHERE 子句过滤结果:
similarity_search_with_score 方法获取结果的距离分数。较低的分数表示更相似的文档。
异步操作
CouchbaseQueryVectorStore 支持异步操作:
用作检索器
您可以将向量存储转换为检索器:从文本来创建
您可以直接从文本列表创建CouchbaseQueryVectorStore:
CouchbaseSearchVectorStore
CouchbaseSearchVectorStore 允许使用 搜索向量索引 利用 Couchbase 进行向量搜索。搜索向量索引将 Couchbase 搜索索引与向量列相结合,允许结合向量搜索与全文搜索 (FTS) 和地理空间搜索的混合搜索。
要求: Couchbase Server 7.6 及以上版本。
有关如何创建支持向量字段的搜索索引的详细信息,请参阅文档:
本教程的搜索索引字段映射
为了跟随本文档中的示例,您的搜索索引应包含以下字段的映射:| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
text | text | 文档文本内容 |
embedding | vector | 向量嵌入字段(维度:text-embedding-3-large 为 3072) |
metadata | object (child mapping) | 包含 source、author、rating、date 等子字段的元数据对象 |
- 向量字段维度必须与您的嵌入模型匹配(本教程中使用的
text-embedding-3-large为 3072) - 元数据子字段(
source、author、rating、date)用于混合查询示例 - 您可以在初始化向量存储时使用
text_key和embedding_key参数自定义字段名称
初始化
下面,我们创建带有集群信息和搜索索引名称的向量存储对象。 首先,设置嵌入模型:指定文本和嵌入字段
您可以选择性地使用text_key 和 embedding_key 字段指定文档的文本和嵌入字段。
管理向量存储
一旦创建了向量存储,我们可以通过添加和删除不同项目来与其交互。 向向量存储添加项目 我们可以使用add_documents 函数向向量存储添加项目。
查询向量存储
一旦创建了向量存储并添加了相关文档,您很可能希望在运行链或代理期间对其进行查询。 相似度搜索 执行简单的相似度搜索可以如下操作:similarity_search_with_score 方法获取结果的分数。
过滤结果
您可以通过指定 Couchbase Search 服务支持的文档中文本或元数据上的任何过滤器来过滤搜索结果。filter 可以是 Couchbase Python SDK 支持的任意有效 SearchQuery。这些过滤器在执行向量搜索之前应用。
如果您想过滤元数据中的一个字段,需要使用 . 指定它。
例如,要获取元数据中的 source 字段,您需要指定 metadata.source。
请注意,过滤器需要被搜索索引支持。
指定要返回的字段
您可以在搜索中使用fields 参数指定要从文档返回的字段。这些字段作为返回文档中 metadata 对象的一部分返回。您可以获取存储在搜索索引中的任何字段。文档的 text_key 作为文档 page_content 的一部分返回。
如果您不指定要获取的任何字段,则返回索引中存储的所有字段。
如果您想获取元数据中的一个字段,需要使用 . 指定它。
例如,要获取元数据中的 source 字段,您需要指定 metadata.source。
转换为检索器进行查询
您还可以将向量存储转换为检索器,以便在链中更轻松地使用。 以下是如何将向量存储转换为检索器,然后使用简单查询和过滤器调用检索器。混合查询
Couchbase 允许您通过将向量搜索结果与文档的非向量字段(如metadata 对象)上的搜索相结合来进行混合搜索。
结果将基于向量搜索和搜索服务支持的搜索的结果组合。每个组件搜索的分数相加得到结果的总分。
要执行混合搜索,有一个可选参数 search_options 可以传递给所有相似度搜索。
您可以在 Couchbase 搜索请求参数文档 中找到 search_options 的不同搜索/查询可能性。
为混合搜索创建多样化元数据
为了演示混合搜索,让我们创建具有多样化元数据的文档。我们在元数据中添加三个字段:date 在 2010 到 2020 之间,rating 在 1 到 5 之间,author 设置为 John Doe 或 Jane Doe。
metadata 对象中文本字段(如作者)的精确匹配。
metadata.date)上符合日期范围查询的文档。
metadata.rating)范围内符合范围的文档。
filter 参数而不是混合搜索。
将混合搜索查询与过滤器结合
混合搜索可以与过滤器结合使用,以获得混合搜索和满足要求的过滤器结果的最佳效果。
在此示例中,我们正在检查评分在 3 到 5 之间且在文本字段中匹配字符串 “market” 的文档。
search_options 参数中使用任何受支持的查询方法,如地理距离、多边形搜索、通配符、正则表达式等。有关可用查询方法及其语法的更多详细信息,请参阅文档。
用于检索增强生成的用法
有关如何使用这些向量存储进行检索增强生成 (RAG) 的指南,请参见以下部分:常见问题
问题:在创建 CouchbaseSearchVectorStore 对象之前,我应该先创建搜索索引吗?
是的,在创建 CouchbaseSearchVectorStore 对象之前,您需要创建搜索索引。
问题:我应该在向 CouchbaseQueryVectorStore 添加文档之前还是之后创建索引?
对于 CouchbaseQueryVectorStore,您应该在使用 create_index() 方法添加文档之后创建索引。这与 CouchbaseSearchVectorStore 不同。
问题:CouchbaseSearchVectorStore 和 CouchbaseQueryVectorStore 有什么区别?
| 功能 | CouchbaseSearchVectorStore | CouchbaseQueryVectorStore |
|---|---|---|
| 最低版本 | Couchbase Server 7.6+ | Couchbase Server 8.0+ |
| 索引类型 | 搜索向量索引 | 超大规模或复合向量索引 |
| 索引创建 | 向量存储创建之前 | 添加文档之后 |
| 过滤 | SearchQuery 对象 | SQL++ WHERE 子句 (where_str) |
| 最佳用途 | 混合搜索(向量 + FTS + 地理) | 大规模纯向量搜索或向量 + 标量过滤器 |
问题:我在搜索结果中没有看到我指定的所有字段
在 Couchbase 中,我们只能返回存储在搜索索引中的字段。请确保您在搜索结果中尝试访问的字段是搜索索引的一部分。 处理此问题的一种方法是在索引中动态索引和存储文档的字段。- 在 Capella 中,您需要进入“高级模式”,然后在“常规设置”下勾选”[X] 存储动态字段”或”[X] 索引动态字段”
- 在 Couchbase Server 中,在索引编辑器(不是快速编辑器)下的“高级”部分,您可以勾选”[X] 存储动态字段”或”[X] 索引动态字段”
问题:我无法在搜索结果中看到元数据对象
这很可能是由于文档中的metadata 字段未被 Couchbase 搜索索引索引和/或存储。为了索引文档中的 metadata 字段,您需要将其作为子映射添加到索引中。
如果您选择映射映射中的所有字段,您将能够按所有元数据字段进行搜索。或者,为了优化索引,您可以选择 metadata 对象内的特定字段进行索引。您可以参考 文档 了解更多关于索引子映射的信息。
创建子映射
问题:过滤器和 search_options / 混合查询有什么区别?
过滤器是 预过滤器,用于限制在搜索索引中搜索的文档。它在 Couchbase Server 7.6.4 及更高版本中可用。
混合查询是可用于调整从搜索索引返回的结果的附加搜索查询。
过滤器和混合搜索查询具有相同的功能,但语法略有不同。过滤器是 SearchQuery 对象,而混合搜索查询是 字典。
API 参考
有关所有功能和配置的详细文档:Connect these docs to Claude, VSCode, and more via MCP for real-time answers.

