Vercel AI SDK 3.0のGenerative UIでLangChain.jsのAgent用チャットUIを作る
はじめに
LLMにツールを与え、課題解決してもらうAgent。
つい1年くらい前はツールへのインプットが不正だったり、コンテキスト長が足りなかったり、レスポンスが遅かったりしたものですが、モデルの能力向上たるや目覚ましく、いまや安定して、なおかつ日本語でも素早い回答ができるようになってきました。
ある程度実務に使えそうな見込みが出てくるとともに問題になるのが、作ったAgentをどうデプロイするか、UIをどうするか、です。
ツールを動かしていることがユーザーに伝わらなければ、フリーズしていると思われるし、ツールを要する質問には回答も長くなりがちなので、回答の完成を待たず、Streamで一文字一文字順次に返していく必要が出てきます。このUI実装がなかなかに困難です。
そこでこの記事では、2024年3月に発表されたVercel AI SDK 3.0を使ったLangChain AgentのUI実装を行います。
Vercel AI SDKを使うとEdge RuntimeでのStreamを簡単に実装でき、3.0ではGenerative UIが追加され、クライアントサイドの表示を動的に変えることが可能になりました。
さらにテンプレートとなるサンプルアプリも公開されています。
このサンプルアプリをいじり、LangChain Agentを載せていきます。
本記事の目標・スコープ
Vercelのサンプルアプリをベースに下記のようなAgentに適したUIを作成します。
- ツールが使われていることがわかること
- ツールの使用開始、終了のタイミングで表示が変わること
- 回答が一文字一文字Streamされること
結果イメージ
一方で、どのAgent、ツールを使うかは本記事の問題とはせず、OpenAIFunctionsAgent
に簡単なCalculatorツールをモックとして与え、これを動かすことを目標とします。[1]
0. 環境
- M1 MacbookAir(2020)
- node: v20.12.0
- pnpm: 8.14.1
- 2024年4月下旬
- Vercel AI SDK: 3.0.12
- Next.js: 14.1.3
1. Vercelのサンプルアプリを動かす
準備:環境変数の用意
事前に以下を用意します。
- OPENAI_API_KEY
- OpenAI APIのコンソールから。
- AUTH_SECRET
- ターミナルで
openssl rand -base64 32
を実行して取得。
- ターミナルで
方法A:VercelへDeploy
VercelのアカウントがあればワンクリックでDeployができます。
Deployを選択
- Create Git Repository
- Add Storage
- ログインやチャット履歴で用いるVercel KVが作成されます。
- Configure Project
- 環境変数の設定
Vercel KVやCI/CD設定もよしなにしてくれるので、これが一番楽です。
方法B:Vercelを使わずローカルで動かす
筆者は無料枠分のVercel KVを使い切っており、Vercel依存も気になるので、この方法を選びました。
手間はかかります。
Gitリポジトリのclone
$git clone https://github.com/vercel/ai-chatbot.git
$cd ai-chatbot
$pnpm install
Upstash Redisのインスタンス作成
Vercel KVはHow Vercel KV works
のページに書かれている通り、Upstashと連携しています。
Vercel KV is powered by a partnership with Upstash.
https://vercel.com/docs/storage/vercel-kv#how-vercel-kv-works
したがって、いまのところはUpstash Redisで代替することができます。
より、
- Upstashのアカウント作成
- Redisインスタンスの作成
を行います。
作成後、さまざまな方法での構成方法が表示されますが、Edge Runtimeで使えるREST APIを使います。
ここで
- UPSTASH_REDIS_REST_URL
- UPSTASH_REDIS_REST_TOKEN
を取得、保管します。
.envの用意
.env.sample
に従って.env
を作成します。
OPENAI_API_KEY=XXXXXXXX
AUTH_SECRET=<ターミナルで`openssl rand -base64 32`を実行して取得>
# Vercel KVの代わりにUpstashを使う
UPSTASH_REDIS_REST_URL=XXXXXXXX
UPSTASH_REDIS_REST_TOKEN=XXXXXXXX
依存パッケージの変更
$pnpm remove @vercel/kv
$pnpm add @upstash/redis
@vercel/kv
のimportの修正
import { kv } from '@vercel/kv'
を下記で全置換します。[4]
import { Redis } from "@upstash/redis";
const kv = new Redis({
url: process.env.UPSTASH_REDIS_REST_URL || '',
token: process.env.UPSTASH_REDIS_REST_TOKEN || ''
});
pnpm dev
で確認
ローカルで動くか検証します。
$pnpm dev
挨拶してみます。
You are a stock trading conversation bot and you can help users buy stocks, step by step.
とプロンプトで指定されているので、このような返答になります。
2. LangChainの導入
$pnpm add langchain @langchain/core @langchain/openai @langchain/community
3. サンプルアプリの調整
components/ui/icons.tsx
3-1. LangChainのIconを追加します。
icons.tsx
export function IconLangchain({ className, ...props }: React.ComponentProps<'svg'>) {
return (
<svg
width="320"
height="160"
viewBox="0 0 320 160"
fill="none"
xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
>
<path
d="M50.0124 119.351C50.0124 119.351 53.0624 131.901 52.5874 133.663C52.1124 135.426 43.4374 136.826 38.3874 139.413C35.0749 141.113 29.7374 144.901 32.9874 147.963C34.7499 149.626 39.6749 145.426 54.4624 144.576C69.4749 143.713 72.1249 144.938 71.3499 141.763C70.5874 138.601 66.5999 138.238 63.2499 136.838C62.1374 136.376 60.8499 135.638 60.3124 134.838C59.7999 134.076 60.5499 121.113 60.5499 121.113L50.0124 119.351Z"
fill="#FEBA02"
/>
<path
d="M77.7 128.149C77.7 128.149 78.05 140.837 78.05 141.649C78.05 142.837 75.15 144.262 70.8375 145.224C66.525 146.187 57.9875 147.787 57.875 153.249C57.8 156.612 74.275 152.062 83.6875 152.199C93.1 152.337 99.1375 153.574 98.7 149.624C98.35 146.462 93.45 145.024 90.8125 144.449C88.175 143.874 86.975 142.587 86.9 141.012C86.85 139.987 87.075 128.424 87.075 128.424L77.7 128.149Z"
fill="#FEBA02"
/>
<path
d="M52.3626 10.013L63.6876 9.25049C63.6876 9.25049 69.9876 11.288 75.9751 19.963C83.9251 31.5005 82.8751 52.6005 82.8751 52.6005L104.7 110.788L107.338 130.025C107.338 130.025 87.8126 133.1 68.6876 130.613C46.1626 127.675 22.9376 107.263 23.2876 76.763C23.6376 46.263 47.8126 16.813 47.8126 16.813L52.3626 10.013Z"
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/>
<path
d="M259.863 87.5123C259.076 85.5248 257.538 83.5123 255.613 83.6998C254.413 83.8123 252.551 84.9373 252.676 88.3748C252.763 91.0373 253.776 93.6373 252.326 97.1248C250.201 102.225 250.688 103.6 251.201 104.412C251.763 105.3 252.801 105.7 253.763 105.687C256.301 105.675 258.401 103.35 259.551 100.8C261.413 96.7248 261.526 91.6873 259.863 87.5123Z"
fill="#A8E3F0"
/>
<path
d="M221.563 135.225C222.363 134.563 224.438 132.35 225.4 133.75C225.05 137.6 222.088 140.738 218.838 142.838C214.838 145.425 210.1 146.95 205.338 146.813C201.388 146.7 194.838 145.1 192.538 141.438C190.663 138.463 194.625 137.95 196.825 138.775C204.663 141.763 213.525 141.825 221.563 135.225Z"
fill="#A8E3F0"
/>
<defs>
<linearGradient
id="paint0_linear_1_89"
x1="58.5671"
y1="121.322"
x2="82.3217"
y2="42.0614"
gradientUnits="userSpaceOnUse"
>
<stop offset="0.1362" stopColor="#79DA88" />
<stop offset="0.3039" stopColor="#57CD75" />
<stop offset="0.6343" stopColor="#19B553" />
<stop offset="0.7914" stopColor="#01AB46" />
</linearGradient>
</defs>
</svg>
)
}
components/stocks/message.tsx
3-2. すでにあるコンポーネントを微調整し、ツール名の表示や終了時のチェックマークを追加します。
export function SpinnerMessage({
content,
icon,
isFinished = false
}: {
content?: string | StreamableValue<string>
icon?: React.ReactNode
isFinished?: boolean
}) {
let text = useStreamableText(content ? content : '')
return (
<div className="group relative flex items-start md:-ml-12">
<div className="flex size-[24px] shrink-0 select-none items-center justify-center rounded-md border bg-primary text-primary-foreground shadow-sm">
{icon ? icon : <IconOpenAI />}
</div>
<div className="ml-4 h-[24px] flex flex-row items-center flex-2 space-y-2 overflow-hidden px-1">
{isFinished ? <IconCheck /> : spinner}
</div>
{text && (
<div className="flex-1 p-2 break-words text-xs text-gray-500">
{text}
</div>
)}
</div>
)
}
components/tool-message.tsx
(作成)
3-3. ツールの状態を表示するコンポーネント。
import { SpinnerMessage } from './stocks/message'
import { IconLangchain } from './ui/icons'
export const ToolMessage = ({
header,
isFinished = false
}: {
header: string
isFinished?: boolean
}) => {
return (
<SpinnerMessage
content={header}
icon={<IconLangchain />}
isFinished={isFinished}
/>
)
}
ここに後でtoolName
をPropsに追加すれば、ツールごとに表示するコンポーネントを変えることもできます。
components/prompt-form.tsx
3-4. 1回の応答でツール用のメッセージとbotの回答の2つを返したいので、下記のように変更します。
- setMessages(currentMessages => [...currentMessages, responseMessage])
+ setMessages(currentMessages => [...currentMessages, ...responseMessage])
lib/chat/langchain.tsx
(作成)
3-5. メインとなるロジックを追加します。
import { Message, nanoid } from 'ai'
import {
getMutableAIState,
createStreamableValue,
createStreamableUI
} from 'ai/rsc'
import { AI } from '../chat/actions'
import { runAsyncFnWithoutBlocking } from '../utils'
import { ChatPromptTemplate } from '@langchain/core/prompts'
import { ChatOpenAI } from '@langchain/openai'
import { AgentExecutor, createOpenAIFunctionsAgent } from 'langchain/agents'
import {
AIMessage,
SystemMessage,
HumanMessage
} from '@langchain/core/messages'
import { Calculator } from '@langchain/community/tools/calculator'
import { BotMessage } from '@/components/stocks'
import { ToolMessage } from '@/components/tool-message'
export async function langchainMessage(content: string) {
const aiState = getMutableAIState<typeof AI>()
aiState.update({
...aiState.get(),
messages: [
...aiState.get().messages,
{
id: nanoid(),
role: 'user',
content
}
]
})
const llm = new ChatOpenAI({
model: process.env.OPENAI_MODEL as string,
temperature: 0,
streaming: true,
verbose: false
})
const prompt = ChatPromptTemplate.fromMessages([
[
'system',
`You are a helpful assistant. You are helping a user with math calculation.`
],
['placeholder', '{chat_history}'],
['human', '{input}'],
['placeholder', '{agent_scratchpad}']
])
const tools = [new Calculator()]
const agent = await createOpenAIFunctionsAgent({
llm,
tools,
prompt
})
const agentExecutor = new AgentExecutor({
agent,
tools,
verbose: false
}).withConfig({ runName: 'Agent' })
let textStream: undefined | ReturnType<typeof createStreamableValue<string>>
let textNode: undefined | React.ReactNode
let toolStream = createStreamableUI()
let closed = false
runAsyncFnWithoutBlocking(async () => {
if (!textStream) {
textStream = createStreamableValue('')
textNode = <BotMessage content={textStream.value} />
}
const response = agentExecutor.streamEvents(
{
input: content,
chat_history: aiState
.get()
.messages.map(message => convertMessageToChatMessage(message))
},
{ version: 'v1' }
)
for await (const event of response) {
const eventType = event.event
if (eventType === 'on_llm_stream') {
if (event.name === 'ChatOpenAI') {
const content = event.data?.chunk?.message?.content
textStream.update(content)
}
} else if (eventType === 'on_chain_end') {
if (event.name === 'Agent') {
console.log('\n-----')
console.log(`Finished agent: ${event.name}\n`)
console.log(`Agent output was: ${JSON.stringify(event.data.output)}`)
console.log('\n-----')
const message = event.data.output
if (!closed) {
textStream.done()
toolStream.done()
closed = true
aiState.done({
...aiState.get(),
messages: [
...aiState.get().messages,
{
id: nanoid(),
role: 'assistant',
content: message
}
]
})
}
}
} else if (eventType === 'on_tool_start') {
const toolName = event.name
console.log('\n-----')
console.log(
`Starting tool: ${toolName} with inputs: ${event.data.input}`
)
toolStream.update(
<ToolMessage
header={`Starting tool: ${toolName} with inputs: ${event.data.input}`}
isFinished={false}
/>
)
} else if (eventType === 'on_tool_end') {
const toolName = event.name
console.log('\n-----')
console.log(`Finished tool: ${toolName}\n`)
console.log(`Tool output was: ${event.data.output}`)
console.log('\n-----')
const output = toolOutputParser({
toolName,
output: event.data.output
})
console.info(output)
toolStream.update(
<ToolMessage
header={`Finished tool: ${toolName}`}
isFinished={true}
/>
)
}
}
})
return [
{
id: nanoid(),
type: 'tool',
display: toolStream.value
},
{
id: nanoid(),
display: textNode
}
]
}
function convertMessageToChatMessage(message: Message) {
switch (message.role) {
case 'user':
return new HumanMessage(message.content)
case 'assistant':
return new AIMessage(message.content)
case 'system':
return new SystemMessage(message.content)
default:
return null
}
}
// 仮実装。tool -> componentのpropsへの変換など。
async function toolOutputParser({
toolName,
output
}: {
toolName: string
output: any
}) {
console.log(`Implement toolOutputParser here for ${toolName}`)
return output
}
以下、ポイントです。
Vercel AI SDK
UIを動的に変更させるために、Vercel AI SDKのGenerative UIを使います。
-
createStreamableUI()
でツール用のUIを宣言 -
update
で更新 -
done
でclose
createStreamableUI
のシグネチャは下記のようになっています。
/**
* Create a piece of changable UI that can be streamed to the client.
* On the client side, it can be rendered as a normal React node.
*/
declare function createStreamableUI(initialValue?: React.ReactNode): {
value: react_jsx_runtime.JSX.Element;
update(value: React.ReactNode): void;
append(value: React.ReactNode): void;
error(error: any): void;
done(...args: [] | [React.ReactNode]): void;
};
streamEvents
ツールの使用状況を取得するために、LangChainのstreamEvents
を用います。
これを用いるとAgentの各フェーズごとに処理を追加できるため、on_tool_start
やon_tool_end
イベントに応じてメッセージを更新することができます。
lib/chat/actions.tsx
の修正
3-6. 作成した関数で既存のサンプルロジックを置き換えます。
async function submitUserMessage(content: string) {
'use server'
return await langchainMessage(content)
}
components/chat-list.tsx
3-7. このままだと下記のように無駄なSeparatorができてしまうので調整します。
{messages.map((message, index) => (
<div key={message.id}>
{message.display}
{index < messages.length - 1 && message?.type !== 'tool' && (
<Separator className="my-4" />
)}
</div>
))}
型エラーが出るので対応します。
export type UIState = {
id: string
type?: string
display: React.ReactNode
}[]
試してみる
Toolを使用時にSpinnerが表示され、
Toolが終了すると、チェックマークに変わります。
4. カスタムツールを追加する
最後にLangchain.jsのドキュメントにしたがって自前ツールを追加してみます。
import { DynamicStructuredTool } from "@langchain/core/tools";
import { z } from "zod";
export const ultimateTool = new DynamicStructuredTool({
name: "ultimateTool",
description: "This tool provides answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything",
func: async ({ query }: { query: string }) => {
console.log("ultimateTool query:", query);
return new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve("42"), 1000));
},
schema: z.object({
query: z.string(),
})()
})
シンプルに「42」を返すツールで引数も不要ですが、参考のため、あえてDynamicStructuredTool
を使い、引数をzodでvalidationするツールとして定義しています。
ツールをモデルに追加します。
+ import { ultimateTool } from './tools'
+ const tools = [new Calculator(), ultimateTool]
あらためて質問をしてみます。
ツールが使われ、「42」が返ることが確認できました。
おわりに
これでサンプルアプリにLangchainのAgentを組み込むことができました。
この後は、
- プロンプトの調整
- ツールの追加
- ツールごとのコンポーネントの追加
- ツールのoutput(結果)のフォーマット関数の調整
- たとえばツールの結果はstringで返ってくるので、JSONにしたい場合は検証とparseが必要
などをしてAgentを拡張していくことができます。
一例として、Web検索ツールの結果をGoogleライクに表示することも比較的容易に実装できます。
2024年はAgentの活用が進む年になると思いますので、UIの選択肢として参考にしていただければ幸いです。
補遺: サンプルアプリのCloud Runへのデプロイ
Vercelでのデプロイが最も簡単ですが、Hobbyプランで商用不可なこともあり、Cloud Runへのデプロイ方法を補足します。
Docker環境の整備
下記のサンプルにしたがい、Next.jsのDocker環境を作成します。
Dockerfileの作成
プロジェクトルートに下記を作成。
FROM node:18-alpine AS base
FROM base AS deps
RUN apk add --no-cache libc6-compat
WORKDIR /app
# Install dependencies based on the preferred package manager
COPY package.json yarn.lock* package-lock.json* pnpm-lock.yaml* ./
RUN \
if [ -f yarn.lock ]; then yarn --frozen-lockfile; \
elif [ -f package-lock.json ]; then npm ci; \
elif [ -f pnpm-lock.yaml ]; then yarn global add pnpm && pnpm i --frozen-lockfile; \
else echo "Lockfile not found." && exit 1; \
fi
# Rebuild the source code only when needed
FROM base AS builder
WORKDIR /app
COPY /app/node_modules ./node_modules
COPY . .
RUN yarn build
# Production image, copy all the files and run next
FROM base AS runner
WORKDIR /app
ENV NODE_ENV production
RUN addgroup --system --gid 1001 nodejs
RUN adduser --system --uid 1001 nextjs
COPY /app/public ./public
# Set the correct permission for prerender cache
RUN mkdir .next
RUN chown nextjs:nodejs .next
# Automatically leverage output traces to reduce image size
# https://nextjs.org/docs/advanced-features/output-file-tracing
COPY /app/.next/standalone ./
COPY /app/.next/static ./.next/static
USER nextjs
EXPOSE 3000
ENV PORT 3000
# set hostname to localhost
ENV HOSTNAME "0.0.0.0"
# server.js is created by next build from the standalone output
# https://nextjs.org/docs/pages/api-reference/next-config-js/output
CMD ["node", "server.js"]
output: standalone指定
/** @type {import('next').NextConfig} */
module.exports = {
+ output: "standalone",
images: {
Vercel KVをUpstash Redisに変更
記事本文を確認してください。
Cloud Runにデプロイ
後はgcloud run deploy
でデプロイします。
筆者は下記のようにシェルスクリプトを用意して.env
から読み込むようにしています。
#!/bin/bash
# .env ファイルから環境変数を読み取り、引用符で囲まれている値の引用符を除去して出力する
ENV_VARS=$(awk -F '=' '{
gsub(/^[ \t]+|[ \t]+$/, "", $2); # 前後の空白を削除
if ($2 ~ /^".*"$/) # 値が引用符で囲まれている場合
print $1"="substr($2, 2, length($2)-2); # 引用符を除去
else # それ以外の場合
print $1"="$2; # そのまま出力
}' .env | paste -sd ',' -)
# gcloud コマンドを実行し、環境変数を設定する
gcloud run deploy vercel_chat_sample --source . --platform managed --region asia-northeast1 --allow-unauthenticated --set-env-vars "$ENV_VARS"
なお、クライアントサイドで環境変数を参照したい場合は、NEXT_PUBLIC
を忘れないようにしてください。
-
ツールに関して今回の要件特有の制約としては、Edge Runtimeで動くかどうか、が挙げられます。たとえば、axiosやfs, pathを使うツールは動かず、fetch等に書き換える必要があります。 ↩︎
-
たとえば認証周りでGitHub認証からパスワード認証に変更になったり、永続層をPostgresからKVに変更したり、大きな変更が頻繁に起きています。
https://github.com/vercel/ai-chatbot/issues/259 ↩︎ -
本記事で用いる
streamEvents API
は執筆時点でbeta
となっています。
https://js.langchain.com/docs/modules/agents/how_to/streaming#custom-streaming-with-events ↩︎ -
やり方として雑ですが、記事の本題に関わらないため、全置換で済ませます。 ↩︎
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