TiDBベクトル検索をSQLAlchemyと統合する

このチュートリアルでは、 SQLアルケミー使用してTiDBベクトル検索と対話し、埋め込みを保存し、ベクトル検索クエリを実行する方法について説明します。

注記：

ベクター検索機能はベータ版です。予告なく変更される可能性があります。バグを見つけた場合は、GitHubで問題報告を行ってください。

注記：

ベクトル検索機能は、TiDB Self-Managed、 TiDB Cloudスターター TiDB Cloudエッセンシャル利用できますTiDB Cloud専用 Self-Managed およびTiDB Cloud Dedicated の場合、TiDB バージョンは v8.4.0 以降である必要があります（v8.5.0 以降を推奨）。

前提条件

このチュートリアルを完了するには、次のものが必要です。

• Python 3.8以上個インストールされました。
• ギット個インストールされました。
• TiDB クラスター。

TiDB クラスターがない場合は、次のように作成できます。

• (推奨) TiDB Cloud Starter クラスターの作成に従って、独自のTiDB Cloudクラスターを作成します。
• ローカルテストTiDBクラスタをデプロイまたは本番のTiDBクラスタをデプロイに従って、v8.4.0 以降のバージョンのローカル クラスターを作成します。

サンプルアプリを実行する

以下の手順に従って、TiDB Vector Search を SQLAlchemy と統合する方法を簡単に学習できます。

ステップ1. リポジトリのクローンを作成する

tidb-vector-pythonリポジトリをローカル マシンにクローンします。

git clone https://github.com/pingcap/tidb-vector-python.git

ステップ2. 仮想環境を作成する

プロジェクト用の仮想環境を作成します。

cd tidb-vector-python/examples/orm-sqlalchemy-quickstart
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate

ステップ3. 必要な依存関係をインストールする

デモ プロジェクトに必要な依存関係をインストールします。

pip install -r requirements.txt

あるいは、プロジェクトに次のパッケージをインストールすることもできます。

pip install pymysql python-dotenv sqlalchemy tidb-vector

ステップ4.環境変数を設定する

選択した TiDB デプロイメント オプションに応じて環境変数を構成します。

TIDB_DATABASE_URL="mysql+pymysql://<USER>:<PASSWORD>@<HOST>:<PORT>/<DATABASE>"
# For example: TIDB_DATABASE_URL="mysql+pymysql://root@127.0.0.1:4000/test"

ステップ5.デモを実行する

python sqlalchemy-quickstart.py

出力例:

Get 3-nearest neighbor documents:
  - distance: 0.00853986601633272
    document: fish
  - distance: 0.12712843905603044
    document: dog
  - distance: 0.7327387580875756
    document: tree
Get documents within a certain distance:
  - distance: 0.00853986601633272
    document: fish
  - distance: 0.12712843905603044
    document: dog

サンプルコードスニペット

アプリケーションを開発するには、次のサンプル コード スニペットを参照できます。

ベクターテーブルを作成する

TiDBクラスタに接続する

import os
import dotenv

from sqlalchemy import Column, Integer, create_engine, Text
from sqlalchemy.orm import declarative_base, Session
from tidb_vector.sqlalchemy import VectorType

dotenv.load_dotenv()

tidb_connection_string = os.environ['TIDB_DATABASE_URL']
engine = create_engine(tidb_connection_string)

ベクトル列を定義する

3 次元ベクトルを格納するembeddingという名前の列を持つテーブルを作成します。

Base = declarative_base()

class Document(Base):
    __tablename__ = 'sqlalchemy_demo_documents'
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    content = Column(Text)
    embedding = Column(VectorType(3))

埋め込み付きドキュメントを保存する

with Session(engine) as session:
   session.add(Document(content="dog", embedding=[1, 2, 1]))
   session.add(Document(content="fish", embedding=[1, 2, 4]))
   session.add(Document(content="tree", embedding=[1, 0, 0]))
   session.commit()

最も近い文書を検索する

コサイン距離関数に基づいて、クエリベクトル[1, 2, 3]に意味的に最も近い上位 3 つのドキュメントを検索します。

with Session(engine) as session:
   distance = Document.embedding.cosine_distance([1, 2, 3]).label('distance')
   results = session.query(
      Document, distance
   ).order_by(distance).limit(3).all()

特定の距離内の文書を検索する

クエリベクトル[1, 2, 3]からのコサイン距離が 0.2 未満であるドキュメントを検索します。

with Session(engine) as session:
    distance = Document.embedding.cosine_distance([1, 2, 3]).label('distance')
    results = session.query(
        Document, distance
    ).filter(distance < 0.2).order_by(distance).limit(3).all()

参照

• ベクトルデータ型
• ベクター検索インデックス