深入探讨Function Calling：在Semantic Kernel中的应用实践

引言

上一章我们熟悉了 OpenAI 的 function calling 的执行原理，这一章节我们讲解一下 function calling 在 Semantic Kernel 的应用。

在OpenAIPromptExecutionSettings跟 LLM 交互过程中，ToolCallBehavior的属性之前我们的章节有介绍过

• ToolCallBehavior:属性用于获取或设置如何处理工具调用的行为。

        // Enable auto function calling
      OpenAIPromptExecutionSettings openAIPromptExecutionSettings = new()
      {
          ToolCallBehavior = ToolCallBehavior.AutoInvokeKernelFunctions
      };
  

  1.EnableKernelFunctions：会向模型提供内核的插件函数信息，但不会自动处理函数调用请求。模型需要显式发起函数调用请求，并系统会传播这些请求给适当的处理程序来执行。

   OpenAIPromptExecutionSettings settings = new() { ToolCallBehavior = ToolCallBehavior.EnableKernelFunctions };
   var chatHistory = new ChatHistory();
   ChatMessageContent result = await chat.GetChatMessageContentAsync(chatHistory, settings, kernel);
   //手动调用
   IEnumerable<FunctionCallContent> functionCalls = FunctionCallContent.GetFunctionCalls(result);
  

  EnableKernelFunctions:需要通过 FunctionCallContent 手动调用

  2.AutoInvokeKernelFunctions：除了向模型提供内核的插件函数信息外，还会尝试自动处理任何函数调用请求。模型发起函数调用请求后，系统会自动执行相应的操作，并将结果返回给模型，而无需模型显式处理函数调用的过程。

模型推荐

建议使用 OpenAI 的最新模型（如 gpt-3.5-turbo-1106 或 gpt-4-1106-preview）以获得最佳的工具调用体验。OpenAI 的最新模型通常具有更好的性能和更高的准确性，因此使用这些模型可以提高工具调用的效果。

我这里是公司提供的 Azure OpenAI 的服务，我自己通过 yarp 代理了一层做了相关服务的认证

{
  "InternalAzureOpenAI": {
    "Endpoint": "https://localhost:7079",
    "ModelId": "gpt-35-turbo-1106",
    "ApiKey": "***"
  }
}

实战

接下来我们会问一下大模型当前北京的天气情况

定义 Prompts

  var template = "我想知道现在北京的天气状况？";

定义 kernel

var kernel = Kernel.CreateBuilder()
    .AddAzureOpenAIChatCompletion(config.ModelId, endpoint: config.Endpoint, apiKey: config.ApiKey)
    .Build();

注册 kernel function 到 plugins

定义方法

static string GetWeatherForCity(string cityName)
{
    return $"{cityName} 25°,天气晴朗。";
}

为 Kernel 提供插件

 kernel.ImportPluginFromFunctions("WeatherPlugin", new[]
 {
     kernel.CreateFunctionFromMethod(GetWeatherForCity, "GetWeatherForCity", "获取指定城市的天气")
 });

手动调用 function calling

根据上面的描述 手动处理function calling的关键实际上是ToolCallBehavior.EnableKernelFunctions参数。

  OpenAIPromptExecutionSettings settings = new OpenAIPromptExecutionSettings()
  {
      Temperature = 0,
      ToolCallBehavior = ToolCallBehavior.EnableKernelFunctions
  };

需要用到Semantic Kernel的IChatCompletionService的会话服务

    var chatHistory = new ChatHistory();
    chatHistory.AddSystemMessage("You are a useful assistant.");
    chatHistory.AddUserMessage(template);
    Console.WriteLine($"User: {template}");
    var chat = kernel.GetRequiredService<IChatCompletionService>();
    while (true)
    {
        ChatMessageContent result = await chat.GetChatMessageContentAsync(chatHistory, settings, kernel);
        if (result.Content is not null)
        {
            Console.Write(result.Content);
        }

        IEnumerable<FunctionCallContent> functionCalls = FunctionCallContent.GetFunctionCalls(result);
        if (!functionCalls.Any())
        {
            break;
        }

        chatHistory.Add(result); // Adding LLM response containing function calls(requests) to chat history as it's required by LLMs.

        foreach (var functionCall in functionCalls)
        {
            try
            {
                FunctionResultContent resultContent = await functionCall.InvokeAsync(kernel); // Executing each function.

                chatHistory.Add(resultContent.ToChatMessage());
            }
            catch (Exception ex)
            {
                chatHistory.Add(new FunctionResultContent(functionCall, ex).ToChatMessage());
            }
        }

        Console.WriteLine();
    }

输出

=====>手动function calling
User: 我想知道现在北京的天气状况？

Assistant:现在北京的天气是晴朗，气温为25°C。

自动调用 function calling

和手动的区别就是上面描述的OpenAIPromptExecutionSettings配置的ToolCallBehavior属性值不同

  OpenAIPromptExecutionSettings openAIPromptExecutionSettings = new OpenAIPromptExecutionSettings()
  {
      Temperature = 0,
      ToolCallBehavior = ToolCallBehavior.AutoInvokeKernelFunctions
  };

自动function calling从本质上来讲是隐藏了跟大模型多次交互的逻辑，有Semantic Kernel框架自动帮我们调用

核心代码

    var chatHistory = new ChatHistory();
    chatHistory.AddSystemMessage("You are a useful assistant.");
    chatHistory.AddUserMessage(template);
    Console.WriteLine($"User: {template}");
    var chatService = kernel.GetRequiredService<IChatCompletionService>();
    var result = await chatService.GetChatMessageContentAsync(chatHistory, openAIPromptExecutionSettings, kernel);
    Console.Write("Assistant:" + result.ToString());

输出

=====>自动function calling
User: 我想知道现在北京的天气状况？
Assistant:北京现在的天气状况是晴朗，气温为25°C。

最后

在本章中，我们探讨了在 OpenAI 的 function calling 在 Semantic Kernel 中的应用。通过对 ToolCallBehavior 属性的设置，我们可以灵活地控制工具调用的行为，从手动调用到自动调用，为用户提供了更加便捷和高效的体验。

建议在实践中使用 OpenAI 的最新模型（如 gpt-3.5-turbo-1106 或 gpt-4-1106-preview）以获得最佳的工具调用效果。同时，通过合理配置 OpenAIPromptExecutionSettings 中的参数，可以更好地适配不同的场景和需求。
希望本章内容能够帮助您更深入地理解 function calling 在 Semantic Kernel 中的运用，为您的项目和应用带来更多可能性和创新。

示例代码
本文源代码