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@yoshioterada(Yoshio Terada)inMicrosoft

JJUG CCC 2023 で使用した OpenAI for Java サンプルコード

Last updated at Posted at 2023-06-04

Azure OpenAI API Java SDK について

Microsoft が提供する OpenAI 接続用 Java ライブラリを説明しています。

Azure OpenAI クライアント ライブラリ for Java - バージョン 1.0.0-beta.1

こちらをご利用頂くには、下記のライブラリを追加していただく事でご利用いただけます。また、Azure OpenAI だけでなく、OpenAI への接続にもご利用いただけます。

<dependency>
  <groupId>com.azure</groupId>
  <artifactId>azure-ai-openai</artifactId>
  <version>1.0.0-beta.2</version>
</dependency>

また、より大きなアプリやプラグインを作成するために「Semantic Kernel for Java」　の開発を始めています。現在は、開発ブランチの中でご参照いただけます。

ご興味のある方は、まだ、正式公開されていない時期からご参加ください。
Discord 内で開発に関する議論にご参加いただき、フィードバックを頂ければ誠に幸いです。

Azure OpenAI API Java SDK を利用したサンプル・コードの紹介

下記に、本日発表の中で使用した、サンプルコードを共有します。
どうぞご参照ください。

ご注意：
1.0.0-beta.3 以降のバージョンでは com.azure.ai.openai.models.ChatMessageDeltaChatMessageDelta というクラスが削除されています。該当の部分を削除してコードを修正してください。

package com.yoshio3;

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Properties;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import org.springframework.http.HttpEntity;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.http.MediaType;
import com.azure.ai.openai.OpenAIClient;
import com.azure.ai.openai.OpenAIClientBuilder;
import com.azure.ai.openai.models.ChatChoice;
import com.azure.ai.openai.models.ChatCompletionsOptions;
import com.azure.ai.openai.models.ChatMessage;
import com.azure.ai.openai.models.ChatMessageDelta;
import com.azure.ai.openai.models.ChatRole;
import com.azure.ai.openai.models.EmbeddingsOptions;
import com.azure.core.credential.AzureKeyCredential;
import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;
import com.yoshio3.entities.contentssafety.CreateContentsSafetyMessage;
import com.yoshio3.entities.contentssafety.ResposeMessageFromContentSafety;

/*
 * Sample using Azure OpenAI API Java SDK
 * 
 * <dependency>
 * <groupId>com.azure</groupId>
 * <artifactId>azure-ai-openai</artifactId>
 * <version>1.0.0-beta.1</version>
 * </dependency>
 */

/**
 * Azure OpenAI API Java SDK を利用したサンプル
 */
@Component
public class OpenAIAPISample {

    private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(OpenAIAPISample.class);

    // Azure OpenAI の API キー
    private String OPENAI_API_KEY = "";
    // Azure OpenAI のインスタンスの URL
    private String OPENAI_URL = "";
    // Azure OpenAI のモデル名
    private String OPENAI_MODEL_NAME = "";

    // Azure Content Safety の API キー
    private String OCP_APIM_SUBSCRIPTION_KEY = "";
    private String CONTENT_SAFETY_URL = "";

    private OpenAIClient client;
    private OpenAIAsyncClient asyncClient;

    public OpenAIAPISample() throws IOException {
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(this.getClass().getResourceAsStream("/application.properties"));
        OPENAI_API_KEY = properties.getProperty("azure.openai.api.key");
        OPENAI_URL = properties.getProperty("azure.openai.url");

        OPENAI_MODEL_NAME = properties.getProperty("azure.openai.model.name");
        OCP_APIM_SUBSCRIPTION_KEY = properties.getProperty("azure.contentsafety.api.key");
        CONTENT_SAFETY_URL = properties.getProperty("azure.contentsafety.url");
        client = new OpenAIClientBuilder()
                .credential(new AzureKeyCredential(OPENAI_API_KEY))
                .endpoint(OPENAI_URL)
                .buildClient();

        asyncClient = new OpenAIClientBuilder()
                .credential(new AzureKeyCredential(OPENAI_API_KEY))
                .endpoint(OPENAI_URL).buildAsyncClient();
    }

    public static void main(String[] args) {
        OpenAIAPISample sample;
        try {
            sample = new OpenAIAPISample();
            sample.invokeSample();
            sample.invokeStreamTest();
            sample.invokeTextEmbedding();
            sample.testContenteSafety();

        } catch (IOException e) {
            LOGGER.error("Error occurred in main method.", e);
        }
    }

    private final static String SYSTEM_DEFINITION = """
            私は、ACME Fitness というオンライン・電子商取 Web サイトのサポート対応担当者です。
            問い合わせされた内容から、製品、問い合わせ内容、カテゴリ、感情分析を分類し、
            さらに推奨する返信メッセージを JSON フォーマットに変換し出力します。
            オンライン、電子商取引で扱う商品以外の問い合わせには、製品は NONE,
            問い合わせ内容は INVALID、カテゴリは NOT_SUPPORTED、returnmessage は定型分 の JSON を返します。
            """;

    private final static String USER1 = """
            こちらで購入した、スマートウォッチ(注文番号 : 12345)がまだ届きません。現在どのような状況か教えてください。
                        """;

    private final static String ASSISTANT1 = """
            {
                "products": "スマートウォッチ",
                "messages": "スマートウォッチ(注文番号 : 12345)がまだ届きません。現在どのような状況か教えてください。",
                "category": "商品未配達",
                "emotional": "NEGATIVE",
                "returnmessage": "状況を確認しますので、しばらくお待ちください"
            }
                        """;

    private final static String USER2 = """
            今日は何日ですか？
            """;

    private final static String ASSISTANT2 = """
            {
                "products": "NONE",
                "messages": "INVALID",
                "category": "NOT_SUPPORTED",
                "emotional": "NONE",
                "returnmessage": "申し訳ございませんが、私は ACME Fitness のオンラインサポート担当であり、
                お問い合わせ内容に関する情報は提供できません。
                お客様の購入商品やサービス、フィードバックに関するお問い合わせには喜んでお答えいたしますので、
                どうぞお気軽にお問い合わせください。
                どうぞよろしくお願いいたします。"
            }
            """;

    private final static String USER_INPUT1 = "先日こちらで購入した、スマートウォッチ(注文番号 : 12345)が壊れていました。すぐに交換してください。";
    private final static String USER_INPUT2 = "最近、こちらで父の日にジョギングシューズを購入しましたが、父が履き心地が良く、運動しやすいと言っていました。ありがとうございます！";
    private final static String USER_INPUT3 = "新宿のおすすめのレストランを教えてください。";
    private final static String USER_INPUT4 = "先日購入した商品が自宅に届いた際、置き配設定していないのに玄関の前においていかれました。高額商品で危ないので２度とやめてください";

    /**
     * Crete ChatMessage list
     */
    private List<ChatMessage> createMessages(String userInput) {
        List<ChatMessage> chatMessages = new ArrayList<>();
        chatMessages.add(new ChatMessage(ChatRole.SYSTEM)
                .setContent(SYSTEM_DEFINITION));
        chatMessages.add(new ChatMessage(ChatRole.USER).setContent(USER1));
        chatMessages.add(new ChatMessage(ChatRole.ASSISTANT).setContent(ASSISTANT1));
        chatMessages.add(new ChatMessage(ChatRole.USER).setContent(USER2));
        chatMessages.add(new ChatMessage(ChatRole.ASSISTANT).setContent(ASSISTANT2));
        chatMessages.add(new ChatMessage(ChatRole.USER).setContent(userInput));
        return chatMessages;
    }

    /**
     * Sample to call OpenAI API
     */
    private void invokeSample() {
        // Request 1
        var chatCompletions = client.getChatCompletions(OPENAI_MODEL_NAME,
                new ChatCompletionsOptions(createMessages(USER_INPUT1)));
        chatCompletions.getChoices().forEach(choice -> {
            ChatMessage message = choice.getMessage();
            LOGGER.info("Message:");
            LOGGER.info(message.getContent());
        });

        sleep();

        // Request 2
        var chatCompletions2 = client.getChatCompletions(OPENAI_MODEL_NAME,
                new ChatCompletionsOptions(createMessages(USER_INPUT2)));
        chatCompletions2.getChoices().forEach(choice -> {
            ChatMessage message = choice.getMessage();
            LOGGER.info("Message:");
            LOGGER.info(message.getContent());
        });

        sleep();

        // Request 3
        var chatCompletions3 = client.getChatCompletions(OPENAI_MODEL_NAME,
                new ChatCompletionsOptions(createMessages(USER_INPUT3)));
        chatCompletions3.getChoices().forEach(choice -> {
            ChatMessage message = choice.getMessage();
            LOGGER.info("Message:");
            LOGGER.info(message.getContent());
        });
    }

    /**
     * Stream API を利用したサンプル
     */
    private void invokeStreamTest() {
       var chatMessages = createMessages(USER_INPUT4);
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
        asyncClient.getChatCompletionsStream(OPENAI_MODEL_NAME,
                new ChatCompletionsOptions(chatMessages)).subscribe(chatCompletions -> {
                    chatCompletions.getChoices().stream().map(ChatChoice::getDelta)
                            .map(ChatMessageDelta::getContent).filter(content -> content != null)
                            .forEach(content -> {
                                LOGGER.info(content);
                                try {
                                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20);
                                } catch (InterruptedException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                    Thread.currentThread().interrupt();
                                }
                            });
                }, error -> {
                    LOGGER.error(error.getMessage());
                    latch.countDown();
                }, () -> {
                    LOGGER.info("Completed");
                    latch.countDown();
                });
        latch.await();
    }

    /**
     * テキスト・エンベディングの比較用サンプル文字列
     */
    private final static String REQUEST_STRING1 = "AAA BBB CCC DDD EEE FFF GGG HHH III JJJ";
    private final static String DBSTORE_STRING2 = "AAA BBB CCC DDD EEE FFF GGG HHH III JJ";
    private final static String DBSTORE_STRING3 = "AAA BBB KKK LLL MMM NNN OOO PPP QQQ RRR";
    private final static String DBSTORE_STRING4 = "みなさま今日は JJUG CCC で発表しています";

    /**
     * テキスト・エンべディングの検証サンプル (text-embedding-ada-002)
     */
    private void invokeTextEmbedding() {
        // 現時点では 1回のリクエストに１つの配列のみをサポートされているようです
        // 最初のがユーザーから入力された文字列を想定
        EmbeddingsOptions embeddingsOptions = new EmbeddingsOptions(Arrays.asList(REQUEST_STRING1));

        var result = client.getEmbeddings("text-embedding-ada-002", embeddingsOptions);
        var embedding = result.getData().stream().findFirst().get().getEmbedding();
        // ここで出力されるのは多次元配列だけ。
        LOGGER.info(embedding.toString());
        LOGGER.info("------- 上記が Embedded を使用した際の OpenAI からの返り値です。 -------");
        LOGGER.info("------- Vector 配列を返し、これをコサイン類似性で類似度を取得します -------");

        sleep();

        /////////////////// DB に入っているデーターと想定 ///////////////////////
        // ２つ目の文字列作成
        var embeddingsOptions2 = new EmbeddingsOptions(Arrays.asList(DBSTORE_STRING2));
        var embeddings2 = client.getEmbeddings("text-embedding-ada-002", embeddingsOptions2);
        var embedding2 = embeddings2.getData().stream().findFirst().get().getEmbedding();
        sleep();

        // ３つ目の文字列作成
        var embeddingsOptions3 = new EmbeddingsOptions(Arrays.asList(DBSTORE_STRING3));
        var embeddings3 = client.getEmbeddings("text-embedding-ada-002", embeddingsOptions3);
        var embedding3 = embeddings3.getData().stream().findFirst().get().getEmbedding();
        sleep();

        // 4つ目の文字列作成
        var embeddingsOptions4 = new EmbeddingsOptions(Arrays.asList(DBSTORE_STRING4));
        var embeddings4 = client.getEmbeddings("text-embedding-ada-002", embeddingsOptions4);
        var embedding4 = embeddings4.getData().stream().findFirst().get().getEmbedding();
        /////////////////// DB に入っているデーターと想定 ///////////////////////

        // DB に検索をかけているのと同じ
        double cosineSimilarity1 = cosineSimilarity(embedding, embedding2);
        double cosineSimilarity2 = cosineSimilarity(embedding, embedding3);
        double cosineSimilarity3 = cosineSimilarity(embedding, embedding4);

        // DB はこれらの内 1 に一番近い値を返すという事？
        LOGGER.info("ユーザから入力された文字 : \n" + REQUEST_STRING1);
        LOGGER.info("\nDB に保存されている文字列＆ベクトル:");
        LOGGER.info(DBSTORE_STRING2 + "  = \t" + cosineSimilarity1 + "\t<----最も1に近い (最も類似性が高い)");
        LOGGER.info(DBSTORE_STRING3 + " = \t" + cosineSimilarity2 + "\t<----次に1に近い");
        LOGGER.info(DBSTORE_STRING4 + "= \t" + cosineSimilarity3 + "\t<----最も1から離れている");
    }

    // コサイン類似性を計算する (簡易版）
    public double cosineSimilarity(List<Double> vectorA, List<Double> vectorB) {
        double dotProduct = 0.0;
        double normA = 0.0;
        double normB = 0.0;

        for (int i = 0; i < vectorA.size(); i++) {
            dotProduct += vectorA.get(i) * vectorB.get(i);
            normA += Math.pow(vectorA.get(i), 2);
            normB += Math.pow(vectorB.get(i), 2);
        }
        return dotProduct / (Math.sqrt(normA) * Math.sqrt(normB));
    }

    // リクエストの呼び出し制限にかからないように
    private void sleep() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // Content Safety 検証用サンプル文字列
    private final static String SAFETY_TEST1 = "赤ちゃんがおっぱいを飲みたいと言っています";
    private final static String SAFETY_TEST2 = "赤ちゃんがおっぱいをみたいと言っています";
    private final static String SAFETY_TEST3 = "おっぱいをみたいと言っています";

    private void testContenteSafety() {
        var category = List.of("Hate", "Sexual", "SelfHarm", "Violence");
        var blockLists = List.of("");

        // テスト１
        var createMessage1 = new CreateContentsSafetyMessage(SAFETY_TEST1, category, blockLists, false);
        invokeContentsSafety(createMessage1);

        // テスト2
        var createMessage2 = new CreateContentsSafetyMessage(SAFETY_TEST2, category, blockLists, false);
        invokeContentsSafety(createMessage2);

        // テスト3
        var createMessage3 = new CreateContentsSafetyMessage(SAFETY_TEST3, category, blockLists, false);
        invokeContentsSafety(createMessage3);

        // テスト4
        var createMessage4 = new CreateContentsSafetyMessage(SAFETY_TEST1, category, List.of("test"), true);
        invokeContentsSafety(createMessage4);
    }

    // Content Safety の呼び出し
    private void invokeContentsSafety(CreateContentsSafetyMessage createMessage) {
        Gson gson = new GsonBuilder().create();
        String json = gson.toJson(createMessage);

        var restTemplate = new RestTemplate();
        var httpHeaders = new HttpHeaders();
        httpHeaders.set("Content-Type", MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE);
        httpHeaders.set("Ocp-Apim-Subscription-Key", OCP_APIM_SUBSCRIPTION_KEY);
        var entity = new HttpEntity<>(json, httpHeaders);

        ResposeMessageFromContentSafety result = null;
        try {
            var exchange = restTemplate.exchange(CONTENT_SAFETY_URL, HttpMethod.POST, entity,
                    String.class);

            String body = exchange.getBody();
            result = gson.fromJson(body, ResposeMessageFromContentSafety.class);
            LOGGER.info("----- Sefety Check Reulst for " + createMessage.text());
            printShowResult(result);
            LOGGER.info("--------------------");
        } catch (Exception e) {
            System.err.println(e.getMessage());
        }
    }

    private void printShowResult(ResposeMessageFromContentSafety result) {
        if (result == null) {
            LOGGER.info("result is null");
            return;
        }
        var blocklistsMatchResults = result.blocklistsMatchResults();
        var hateResult = result.hateResult();
        var selfHarmResult = result.selfHarmResult();
        var sexualResult = result.sexualResult();
        var violenceResult = result.violenceResult();

        if (blocklistsMatchResults != null && blocklistsMatchResults.size() > 0) {
            LOGGER.info("BlockListsにマッチしました : ");
            blocklistsMatchResults.forEach(blocklistsMatchResult -> {
                LOGGER.info("blocklistsMatchResult : " + blocklistsMatchResult);
            });
        }

        if (hateResult != null && hateResult.severity() > 0) {
            LOGGER.info("Hateにマッチしました : ");
            LOGGER.info("hateResult : " + hateResult);
        }

        if (sexualResult != null && sexualResult.severity() > 0) {
            LOGGER.info("Sexualにマッチしました : ");
            LOGGER.info("sexualResult : " + sexualResult);
        }

        if (selfHarmResult != null && selfHarmResult.severity() > 0) {
            LOGGER.info("SelfHarmにマッチしました : ");
            LOGGER.info("selfHarmResult : " + selfHarmResult);
        }

        if (violenceResult != null && violenceResult.severity() > 0) {
            LOGGER.info("Violenceにマッチしました : ");
            LOGGER.info("violenceResult : " + violenceResult);
        }
    }
}

補足：
上記の例では、Streaming も Blocking 処理として実装しています。Non-Blocking で実装する場合は、OpenAIClient の代わりに OpenAIAsyncClient クラスを利用します。
そして、Spring Boot の WebFlux を利用し Streaming 形式で、ChatGPT からのレスポンスをリアルタイムに Server Sent Event を利用して表示するサンプルはこちらにあります。　
仮想オンラインショップ： お問い合わせ先ページ

実行結果の例

上記のプログラムを実行すると下記のような結果が出力されます。

Message:
{
    "products": "スマートウォッチ",
    "messages": "先日こちらで購入した、スマートウォッチ(注文番号 : 12345)が壊れていました。すぐに交換してください。",
    "category": "商品不良",
    "emotional": "NEGATIVE",
    "returnmessage": "大変申し訳ございません。お手数ですが、商品の不具合の詳細、画像等をお送りいただけますでしょうか。必要な手続きを進めさせていただきます"
}

Message:
{
    "products": "ジョギングシューズ",
    "messages": "最近、こちらで父の日にジョギングシューズを購入しましたが、父が履き心地が良く、運動しやすいと言っていました。ありがとうございます！",
    "category": "感謝",
    "emotional": "POSITIVE",
    "returnmessage": "お父様にお喜びいただけたこと、そしてご満足のお声をいただけることが本当に嬉しいです。皆様により良い商品をお届けできるよう努めてまいりますので、今後ともどうぞよろしくお願いいたします。"
}

Message:
{
    "products": "NONE",
    "messages": "INVALID",
    "category": "NOT_SUPPORTED",
    "emotional": "NONE",
    "returnmessage": "申し訳ございませんが、私は ACME Fitness のオンラインサポート担当であり、
    お問い合わせ内容に関する情報は提供できません。
    お客様の購入商品やサービス、フィードバックに関するお問い合わせには喜んでお答えいたしますので、
    どうぞお気軽にお問い合わせください。
    どうぞよろしくお願いいたします。"
}


// こちらは実際には１文字づつ表示されます。(Stream の利用)
{
    "products": "NONE",
    "messages": "先日購入した商品が自宅に届いた際、置き配設定していないのに玄関の前においていかれました。高額商品で危ないので２度とやめてください",
    "category": "配送の問題",
    "emotional": "NEGATIVE",
    "returnmessage": "この度は配送に関するご不便をおかけして誠に申し訳ございません。お客様のご要望を弊社配送担当に伝え、今後同様の問題が起こらないよう改善に努めます。何卒宜しくお願い申し上げます。"
}

// 下記は Embedding の部分の出力例

[-0.010730279, -0.008132067, 0.0021916088, -0.037819173, -0.012653631, 
..... 途中略(1500 を超えるの配列のため)
 0.005905028, -0.02923495, 0.0060062567, -0.013713161]
------- 上記が Embedded を使用した際の OpenAI からの返り値です。 -------
------- Vector 配列を返し、これをコサイン類似性で類似度を取得します -------

ユーザから入力された文字 : 
AAA BBB CCC DDD EEE FFF GGG HHH III JJJ

DB に保存されている文字列＆ベクトル:
AAA BBB CCC DDD EEE FFF GGG HHH III JJ  =       0.9942949478994986  <----最も1に近い (最も類似性が高い)
AAA BBB KKK LLL MMM NNN OOO PPP QQQ RRR =       0.930036739659776   <----次に1に近い
みなさま今日は JJUG CCC で発表しています=       0.7775105340227892  <----最も1から離れている

// より 1 に近い結果が一番類似しています

// 下記は Content Safety の実行結果

----- Sefety Check Reulst for 赤ちゃんがおっぱいを飲みたいと言っています
--------------------

----- Sefety Check Reulst for 赤ちゃんがおっぱいをみたいと言っています
--------------------

// Sexualにマッチした例

----- Sefety Check Reulst for おっぱいをみたいと言っています
Sexualにマッチしました : 
sexualResult : ContentSafetyResult [category=Sexual, severity=4]
--------------------

// 事前に指定していた、ブロック・キーワードに引っかかった例

----- Sefety Check Reulst for 赤ちゃんがおっぱいを飲みたいと言っています
BlockListsにマッチしました : 
blocklistsMatchResult : BlocklistsMatchResult [blocklistName=test, blockItemID=null, blockItemText=おっぱい, offset=5, length=4]
--------------------

Azure で利用可能なベクトル情報の保存先の例

上記では、わかりやすくするため、コード中に比較用の文字列を書いていますが、実際にはベクトルの情報は下記のような環境に保存して利用します。

補足

今回、Content Safety の呼び出しを REST で呼び出しており、JSON と Java Object との Mapping を行うため、下記の　Record と application.properties の作成が必要です。Contents Sefety をお試しされたい場合は、下記の ファイルや Record も実装してください。

src/main/resources/application.properties ファイルを作成し下記を設定します。

azure.openai.url=https://YOUR_OPENAI_URL.openai.azure.com
azure.openai.model.name=gpt-4
azure.openai.api.key=**************************

azure.contentsafety.url=https://YOUR_CONTENT_SAFETY.cognitiveservices.azure.com/contentsafety/text:analyze?api-version=2023-04-30-preview
azure.contentsafety.api.key=********************

logging.group.mycustomgroup=com.yoshio3
logging.level.mycustomgroup=DEBUG
logging.level.root=INFO

package com.yoshio3.entities.contentssafety;

import java.util.UUID;

public record BlocklistsMatchResult (String blocklistName, 
                                    UUID blockItemID, 
                                    String blockItemText, 
                                    long offset, 
                                    long length) {}

package com.yoshio3.entities.contentssafety;

public record ContentSafetyResult (String category, long severity) {}


package com.yoshio3.entities.contentssafety;

import java.util.List;

public record CreateContentsSafetyMessage (String text, 
                                            List<String> categories,
                                            List<String> blocklistNames,
                                            boolean breakByBlocklists){}


package com.yoshio3.entities.contentssafety;

import java.util.List;

public record ResposeMessageFromContentSafety (List<BlocklistsMatchResult> blocklistsMatchResults, 
                                                ContentSafetyResult hateResult, 
                                                ContentSafetyResult selfHarmResult, 
                                                ContentSafetyResult sexualResult, 
                                                ContentSafetyResult violenceResult) {}
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