nano-graphrag

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AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

nano-graphrag 是一个轻量级、易于理解和修改的 GraphRAG(基于图谱的检索增强生成)实现。它旨在解决官方 GraphRAG 项目代码庞大、结构复杂、难以阅读和二次开发的问题,让开发者能更轻松地掌握核心技术并融入自己的项目。

该项目在保留核心功能的前提下,将核心代码压缩至约 1100 行,不仅运行更快、结构更清晰,还具备出色的可移植性,支持 Faiss、Neo4j、Ollama 等多种后端组件。此外,它原生支持异步操作和完整的类型提示,非常适合需要构建高效知识检索系统的 Python 开发者和技术研究人员使用。无论是想快速验证想法的原型开发,还是希望深入定制图谱构建逻辑的高级用户,都能从中受益。

nano-graphrag 提供了灵活的部署选项,既兼容 OpenAI、Azure、Amazon Bedrock 等主流大模型服务,也支持在无 API 密钥的情况下通过本地模型(如 Transformers 和 Ollama)运行。其简洁的 API 设计让用户只需几行代码即可完成文档插入与全局或局部图谱查询,是探索图增强检索技术的理想入门工具。

使用场景

某初创法律科技团队需要构建一个内部案例检索系统,以便律师能快速从数千份历史判决书中挖掘案件间的隐性关联和核心争议点。

没有 nano-graphrag 时

  • 代码难以魔改:官方 GraphRAG 实现过于庞大复杂,团队想针对法律术语优化图谱构建逻辑时,面对数万行代码无从下手,开发效率极低。
  • 资源消耗过大:在处理中等规模数据集时,原有方案启动缓慢且内存占用高,导致在普通开发机上调试成本高昂。
  • 依赖环境沉重:强绑定特定重型组件,难以灵活切换为团队已有的本地 Ollama 模型或轻量级向量库,部署灵活性差。
  • 黑盒问题难排查:当检索结果不准确时,由于逻辑链路不透明,开发人员很难定位是图谱抽取错误还是检索路径偏差。

使用 nano-graphrag 后

  • 核心逻辑透明可控:借助其仅约 1100 行的精简代码,团队迅速理解了图谱构建流程,并成功植入了自定义的法律实体识别规则。
  • 运行轻快高效:去除了冗余负担,系统在本地笔记本上即可流畅运行异步任务,大幅缩短了从数据插入到检索验证的迭代周期。
  • 组件灵活插拔:利用其便携性,团队轻松将后端切换为 Faiss 和本地大模型,无需修改核心代码即实现了零成本私有化部署。
  • 调试直观清晰:清晰的类型提示和模块化设计让问题定位变得简单,开发人员能快速调整参数以优化“局部检索”的准确度。

nano-graphrag 通过极致的轻量化与可黑客性,让中小团队也能低成本拥有可深度定制的高质量图谱检索能力。

运行环境要求

操作系统
  • Linux
  • macOS
  • Windows
GPU
  • 非必需
  • 默认使用 OpenAI/Azure/Bedrock 等云端 API
  • 若使用本地模型(如 Ollama, transformers),取决于所选具体模型的硬件需求
内存

未说明

依赖
notes该工具设计轻量(核心代码约 1100 行),默认依赖云端 LLM(需配置 OPENAI_API_KEY 等环境变量)。若需完全本地运行,可结合 Ollama 或 HuggingFace transformers 使用(参考示例脚本)。支持多种向量数据库(内置 nano-vectordb/hnswlib,或通过示例使用 Milvus/Faiss)和图存储(内置 NetworkX 或 Neo4j)。
python>=3.9.11
openai
tiktoken
networkx
nano-vectordb
hnswlib
tenacity
xxhash
nano-graphrag hero image

快速开始

展示MemoDB的Logo

一个简单易用、便于二次开发的GraphRAG实现

😭 GraphRAG 功能强大且优秀,但其官方实现却难以阅读或修改。

😊 本项目提供了一个更小、更快、更简洁的GraphRAG实现,同时保留了核心功能(详见基准测试问题讨论)。

🎁 排除tests和提示模板后,nano-graphrag仅约1100行代码

👌 虽然体积小巧,但它具有可移植性(支持Faiss、Neo4j、Ollama等)、异步支持,并且实现了完全类型化。

如果您正在寻找一种适用于长期用户记忆的多用户RAG解决方案,请查看此项目:memobase :)

安装

从源码安装(推荐)

# 首先克隆本仓库
cd nano-graphrag
pip install -e .

从PyPI安装

pip install nano-graphrag

快速开始

[!TIP]

请在环境变量中设置OpenAI API密钥:export OPENAI_API_KEY="sk-..."

[!TIP] 如果您使用的是Azure OpenAI API,请参考 .env.example 来配置您的Azure OpenAI信息。然后通过传递 GraphRAG(...,using_azure_openai=True,...) 来启用它。

[!TIP] 如果您使用的是Amazon Bedrock API,请确保已通过 aws configure 等命令正确设置了凭证。之后可以通过如下方式启用:GraphRAG(...,using_amazon_bedrock=True, best_model_id="us.anthropic.claude-3-sonnet-20240229-v1:0", cheap_model_id="us.anthropic.claude-3-haiku-20240307-v1:0",...)。请参阅示例脚本 using_amazon_bedrock.py

[!TIP]

如果您没有API密钥,可以查看这个示例 no_openai_key_at_all.py,其中使用了transformersollama。如果您想使用其他LLM或嵌入模型,请参阅进阶用法

下载查尔斯·狄更斯的《圣诞颂歌》:

curl https://raw.githubusercontent.com/gusye1234/nano-graphrag/main/tests/mock_data.txt > ./book.txt

然后使用以下Python代码片段:

from nano_graphrag import GraphRAG, QueryParam

graph_func = GraphRAG(working_dir="./dickens")

with open("./book.txt") as f:
    graph_func.insert(f.read())

# 执行全局GraphRAG搜索
print(graph_func.query("这篇故事的主要主题是什么?"))

# 执行局部GraphRAG搜索(我认为这种方式更好且更具扩展性)
print(graph_func.query("这篇故事的主要主题是什么?", param=QueryParam(mode="local")))

下次您从同一working_dir初始化GraphRAG时,它会自动重新加载所有上下文。

批量插入

graph_func.insert(["TEXT1", "TEXT2",...])
增量插入

nano-graphrag支持增量插入,不会重复计算或添加相同数据:

with open("./book.txt") as f:
    book = f.read()
    half_len = len(book) // 2
    graph_func.insert(book[:half_len])
    graph_func.insert(book[half_len:])

nano-graphrag使用内容的MD5哈希值作为键,因此不会出现重复的文本块。

不过,每次插入时,图中的社区结构都会被重新计算,并生成新的社区报告。

基础RAG模式

nano-graphrag同样支持基础RAG模式的插入和查询:

graph_func = GraphRAG(working_dir="./dickens", enable_naive_rag=True)
...
# 查询
print(rag.query(
      "这篇故事的主要主题是什么?",
      param=QueryParam(mode="naive")
)

异步支持

对于每个方法 NAME(...),都对应有一个异步方法 aNAME(...)

await graph_func.ainsert(...)
await graph_func.aquery(...)
...

可用参数

GraphRAGQueryParam都是Python中的dataclass。您可以使用 help(GraphRAG)help(QueryParam) 查看所有可用参数!或者前往进阶用法部分了解更多选项。

组件

以下是您可以使用的组件:

类型 什么 何处
LLM OpenAI 内置
Amazon Bedrock 内置
DeepSeek 示例
ollama 示例
Embedding OpenAI 内置
Amazon Bedrock 内置
Sentence-transformers 示例
向量数据库 nano-vectordb 内置
hnswlib 内置,示例
milvus-lite 示例
faiss 示例
图存储 networkx 内置
neo4j 内置(文档
可视化 graphml 示例
分块 按 token 大小 内置
按文本分割器 内置
  • 内置 表示我们在 nano-graphrag 中已经实现了该功能。示例 表示我们在 examples 文件夹下的教程中提供了该实现。

  • 请查看 examples/benchmarks,以了解各组件之间的对比。

  • 我们始终欢迎更多组件的贡献。

进展

一些设置选项
  • GraphRAG(...,always_create_working_dir=False,...) 将跳过创建目录的步骤。如果您将所有组件切换到非文件存储方式,可以使用此选项。
仅查询相关上下文

graph_func.query 返回最终答案,不支持流式输出。

如果您希望在自己的项目中与 nano-graphrag 进行交互,可以使用 param=QueryParam(..., only_need_context=True,...),它只会返回从图中检索到的上下文,例如:

# 本地模式
-----报告-----
```csv
id,	content
0,	# 福克斯新闻及媒体和政治领域的重要人物...
1, ...
```
...

# 全局模式
----分析师 3----
重要性得分:100
唐纳德·J·特朗普:经常被讨论与其政治活动相关的内容...
...

您可以将这些上下文整合到您自定义的提示中。

提示

nano-graphrag 使用来自 nano_graphrag.prompt.PROMPTS 字典对象中的提示。您可以尝试修改其中的任何提示。

一些重要的提示:

  • PROMPTS["entity_extraction"] 用于从文本块中提取实体和关系。
  • PROMPTS["community_report"] 用于组织和总结图聚类的描述。
  • PROMPTS["local_rag_response"] 是本地搜索生成的系统提示模板。
  • PROMPTS["global_reduce_rag_response"] 是全球搜索生成的系统提示模板。
  • PROMPTS["fail_response"] 是当用户查询没有任何相关内容时的备用响应。
自定义分块

nano-graphrag 允许您自定义分块方法,请参阅 示例

切换到内置的文本分割器分块方法:

from nano_graphrag._op import chunking_by_seperators

GraphRAG(...,chunk_func=chunking_by_seperators,...)
LLM 函数

nano-graphrag 中,我们需要两种类型的 LLM:一种是高性能的,另一种是低成本的。前者用于规划和响应,后者用于摘要。默认情况下,高性能模型是 gpt-4o,低成本模型是 gpt-4o-mini

您可以实现自己的 LLM 函数(参考 _llm.gpt_4o_complete):

async def my_llm_complete(
    prompt, system_prompt=None, history_messages=[], **kwargs
) -> str:
  # 如果有缓存 KV 数据库,则将其移除
  hashing_kv: BaseKVStorage = kwargs.pop("hashing_kv", None)
  # 剩余的 kwargs 用于调用 LLM,例如 `max_tokens=xxx`
	...
  # 调用您的 LLM
  response = await call_your_LLM(messages, **kwargs)
  return response

用自定义函数替换默认函数:


# 如需调整最大 token 数量或最大异步请求数量,请进行相应设置
GraphRAG(最佳模型函数=my_llm_complete, 最佳模型最大 token 数量=..., 最佳模型最大异步请求数量=...)
GraphRAG(经济模型函数=my_llm_complete, 经济模型最大 token 数量=..., 经济模型最大异步请求数量=...)

您可以参考这个示例,它使用deepseek-chat作为 LLM 模型。

您也可以参考这个示例,它使用ollama作为 LLM 模型。

JSON 输出

nano-graphrag 会使用 best_model_func 来输出带有 "response_format": {"type": "json_object"} 参数的 JSON。然而,某些开源模型可能会生成不稳定的 JSON。

为此,nano-graphrag 引入了一个后处理接口,用于将响应转换为 JSON。该函数的签名如下:

def YOUR_STRING_TO_JSON_FUNC(response: str) -> dict:
  "将字符串响应转换为 JSON"
  ...

然后通过 GraphRAG(...convert_response_to_json_func=YOUR_STRING_TO_JSON_FUNC,...) 将您自定义的函数传递进去。

例如,您可以参考 json_repair 来修复 LLM 返回的 JSON 字符串。

嵌入函数

您可以将默认的嵌入函数替换为任何 _utils.EmbedddingFunc 实例。

例如,默认的嵌入函数是使用 OpenAI 的嵌入 API:

@wrap_embedding_func_with_attrs(embedding_dim=1536, max_token_size=8192)
async def openai_embedding(texts: list[str]) -> np.ndarray:
    openai_async_client = AsyncOpenAI()
    response = await openai_async_client.embeddings.create(
        model="text-embedding-3-small", input=texts, encoding_format="float"
    )
    return np.array([dp.embedding for dp in response.data])

要替换默认的嵌入函数,可以这样写:

GraphRAG(embedding_func=your_embed_func, embedding_batch_num=..., embedding_func_max_async=...)

您可以参考一个示例,它使用 sentence-transformer 在本地计算嵌入向量。

存储组件

您可以将所有与存储相关的组件替换为自己的实现。nano-graphrag 主要使用三种类型的存储:

base.BaseKVStorage 用于存储键值对形式的数据

  • 默认情况下,我们使用磁盘文件存储作为后端。
  • GraphRAG(.., key_string_value_json_storage_cls=YOURS,...)

base.BaseVectorStorage 用于索引嵌入向量

  • 默认情况下,我们使用nano-vectordb作为后端。
  • 我们还内置了 hnswlib 存储,可以查看这个示例
  • 另外,还有一个使用milvus-lite作为后端的示例,不过该后端在 Windows 系统上不可用。
  • GraphRAG(.., vector_db_storage_cls=YOURS,...)

base.BaseGraphStorage 用于存储知识图谱

  • 默认情况下,我们使用networkx作为后端。
  • 我们还内置了一个 Neo4jStorage 用于图谱,可以查看这个教程
  • GraphRAG(.., graph_storage_cls=YOURS,...)

您可以参考 nano_graphrag.base 查看每个组件的详细接口。

常见问题解答

请查看常见问题解答

路线图

请参阅ROADMAP.md

贡献

nano-graphrag 欢迎任何形式的贡献。在贡献之前,请阅读这篇文档

基准测试

使用过 nano-graphrag 的项目

  • Medical Graph RAG:用于医疗数据的图谱 RAG
  • LightRAG:简单快速的检索增强生成
  • fast-graphrag:能够智能适应您的用例、数据和查询的 RAG
  • HiRAG:基于层次化知识的检索增强生成

如果您的项目使用了 nano-graphrag,欢迎提交 Pull Request,这将有助于其他人信任这个仓库❤️

问题

  • nano-graphrag 尚未实现 GraphRAGcovariates 功能。
  • nano-graphrag 的全局搜索实现方式与原版不同。原版采用类似 MapReduce 的方式将所有社区的信息填充到上下文中,而 nano-graphrag 则只使用前 K 个重要且中心的社区(可通过 QueryParam.global_max_consider_community 控制,默认为 512 个社区)。

版本历史

v0.0.82024/10/01
v0.0.72024/09/09
v0.0.62024/08/30
v0.0.52024/08/28

常见问题

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