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DAY 8
1
DevOps

初探 LLM 可觀測性:打造可持續擴展的 AI 系統系列 第 8

【Day 8】探討 Prompt 的生命週期:從版控、測試到部署

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概述

在上一篇文章中,我們達成了一個重要的共識:Prompt 不僅是與 AI 的對話,它更是需要用工程紀律來嚴謹對待的 API 請求。我們也意識到,由多個 Prompt 組成的複雜工作流極其脆弱,一旦其中一個環節出錯,整個系統便可能失效,且除錯過程如同大海撈針。

這引出了一個尖銳的問題:如果 Prompt 就像程式碼,為什麼我們還在用筆記本或 Confluence 頁面,以複製貼上的方式管理它?如果它的不穩定性會直接衝擊應用的可靠性,為什麼我們沒有為它建立自動化測試?

今天,我們將借鑑 DevOps 的核心理念與實踐,為 Prompt 建立一個從開發、測試、版本控制到部署的完整生命週期 Prompt Development Lifecycle (PDLC)。我們的目標,是將 Prompt 從「一次性的消耗品」,轉變為真正可信賴、可維護的「工程資產」。

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https://www.sapbwconsulting.com/blog/inbound-marketing/prompt-engineering

設計與開發:提升 Prompt 內在品質的進階技巧

一個穩健的生命週期始於一個高品質的產出物。在將 Prompt 納入自動化流程之前,我們需要掌握一些進階技巧,從源頭上提升其輸出的穩定性和可觀測性。

In-Context Learning(ICL):Prompt 裡的即時學習

在傳統機器學習裡,模型需要透過額外的訓練資料來調整參數,才能學會新的任務;但在 LLM 世界裡,in-context learning(ICL) 讓模型只靠 Prompt 裡的上下文資訊,就能臨場理解任務規則並產生合理輸出。這代表我們不需要重新微調模型,而是透過在 Prompt 中嵌入「範例、規則、說明」來塑造模型的行為。

ICL 有不同的操作形式:

  • Zero-shot:只給任務說明,不提供範例,模型必須靠語言能力自行推斷。
  • One-shot:在任務說明後補上一個範例,讓模型更快掌握輸出格式。
  • Few-shot:提供多個範例(通常 2–5 個),讓模型從模式中歸納出更穩定的規則。

這些模式其實是同一個原理的不同層次,差別在於我們給模型多少上下文去「模仿」。

少樣本提示 (Few-shot Prompting):內建的「單元測試」

在各種 ICL 方法中,Few-shot prompting 最常用也最直觀。我們可以把它理解為:在 Prompt 裡放進幾個「輸入 + 預期輸出」的案例,就像在程式裡寫了單元測試。這讓模型在處理新輸入之前,就已經學會該遵循的格式與邏輯,大幅降低隨機性。

DevOps 範例:統一不同來源的 CI/CD 日誌

想像一下,你需要一個 Prompt 來解析來自不同 CI/CD 工具的日誌,並將其轉換為標準的 JSON 格式。

### 指令 ###
你是一個 CI/CD 日誌解析專家。請根據我提供的範例,將新的日誌內容解析為包含 "source", "job_id", "status" 和 "message" 的 JSON 物件。

### 範例 1 ###
日誌輸入: "[Jenkins] Job 'build-project-A' (ID: 123) finished with status: SUCCESS"
JSON 輸出: {"source": "Jenkins", "job_id": "123", "status": "SUCCESS", "message": "Job 'build-project-A' finished successfully"}

### 範例 2 ###
日誌輸入: "GitLab CI job 456 failed. Error message: 'dependency build failed'."
JSON 輸出: {"source": "GitLab CI", "job_id": "456", "status": "FAILURE", "message": "dependency build failed"}

### 待處理日誌 ###
日誌輸入: "GitHub Actions workflow 'deploy-prod' completed with conclusion: success. Job ID: 789."
JSON 輸出:

透過提供這兩個範例,LLM 能輕易學會如何處理第三種來自 GitHub Actions 的新格式,並穩定地輸出我們期望的 JSON 結構。

思維鏈 (Chain-of-Thought, CoT):讓你的模型仔細想想

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https://arxiv.org/pdf/2201.11903

在 ICL(in-context learning)的脈絡下,CoT 是要求模型先產生中間推理步驟,再給最終答案的提示手法;對需要多步推理的任務(算術、常識、符號推理等)特別有效,因為這些中間步驟能穩定模型的決策並提升正確率。經典研究顯示,提供少量帶推理步驟的示例即可顯著提升表現;之後的「Self-Consistency」以多路推理取眾數,進一步強化效果。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20250922/2014956256I0SZuM21.png
https://arxiv.org/pdf/2201.11903

ICL 是框架,CoT 是技巧。ICL 負責把規則與示例放進脈絡,CoT 負責把推理路徑顯性化,兩者結合能同時提升準確率與可觀測性。近年的工作也探索「精簡版 CoT」以兼顧成本與效能。

何時使用 CoT:

  • 任務需要多步、可驗證的邏輯(根因分析、規則匹配、數據轉換、合規判斷)。
  • 需要可追溯的決策證據(方便回歸分析/審計)。
  • 容忍些微延遲與 token 成本,換取更穩定輸出。
  • 若任務偏檢索或模板轉換、邏輯淺,可採精簡理據或不啟用 CoT(省成本)。

使用建議:

  • 要求「先列步驟→再動作→最後結論」,並限制理據篇幅(如 ≤5 步);必要時採多樣采樣 + 取眾數(Self-Consistency)。
  • 在輸出 Schema 中加入 reasoning(簡短依據)、uncertainty(不確定性旗標)與 violations(規則命中/違規項),作為可稽核鉤子
  • 避免在 CoT 中出現敏感資訊(密鑰、PII、商業機密);必要時以屏蔽內容(e.g., <REDACTED>)。
  • 為 CoT 長度、步數、命中規則等設計指標與警戒線;過長或過短都可能是偏差訊號。

這不僅能提升複雜邏輯推導的準確率,更重要的是,這些輸入讓模型的決策過程變得透明且可觀測。當結果出錯時,我們可以回溯它的思考鏈,精準定位是哪一個環節的推導出了問題。

DevOps 範例:Kubernetes Pod 故障排除

你是一位資深的 Kubernetes 站點可靠性工程師 (SRE)。一個名為 'auth-service-pod' 的 Pod 處於 'CrashLoopBackOff' 狀態。

請使用思維鏈的方式,一步步引導我進行故障排除。

首先,列出你的排錯步驟。
然後,為每個步驟提供具體的 kubectl 命令和你的分析。

LLM 的輸出將不再只是一個冷冰冰的指令,而是一個有邏輯、有依據的排錯指南,例如:

第一步:獲取 Pod 的詳細狀態和近期事件。

kubectl describe pod auth-service-pod

分析:這能讓我們看到容器重啟的原因,以及是否有鏡像拉取失敗、儲存卷掛載錯誤等問題。

第二步:查看容器的即時和歷史日誌。

kubectl logs auth-service-pod

kubectl logs auth-service-pod --previous

分析:應用程式本身的錯誤,如資料庫連線失敗或配置錯誤,通常會在這裡顯現。

第三步…

版本控制:將 Prompt 納入 Git 工作流

我們必須將這句箴言刻在心裡:Prompt is Code. Code belongs in Git.

將 Prompt 納入版本控制,是實現其工程化與團隊協作的基石。但僅僅把 Prompt 存成檔案還不夠,還需要一套完整的管理機制。

1. 建立 Prompt 模板庫

在專案中建立一個專門的 Repo(例如 project-prompts),將所有 Prompt 作為獨立的 .txt.md 檔案進行儲存。每個檔案應有明確的命名規則(例如 parse_log.v1.mdsummarize_ticket.v2.md)。

2. 版本化與變更追蹤

任何對 Prompt 的修改都必須透過 Pull Request (PR) 流程。在 PR 描述中,要求:

  • 修改動機:為什麼要改?是修 Bug、優化輸出還是增加新場景?
  • 輸出對比:附上修改前後的輸出結果(像單元測試差異報告)。

這提供了完整的審查與可追溯性。

3. 使用模板引擎 (Templating)

將「靜態指令」與「動態變數」分離,讓 Prompt 更加可重用。例如利用 Jinja2:

### 指令 ###
你是一個日誌解析專家。請將以下的日誌內容解析為 JSON 格式。

### 日誌原文 ###
{{ log_data }}

在應用程式中,動態傳入 log_data,保持結構穩定。

延伸:專門的 Prompt 管理工具與實務

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除了透過 Git 來追蹤 Prompt 的版本之外,近年也出現了許多專門的 Prompt Management 工具,能進一步支援團隊在更大規模的應用中進行治理與協作。例如,像 LangChain HubPromptHub 這樣的平台,可以讓團隊集中管理 Prompt,不僅能進行版本控制,還支援社群共享與快速迭代,特別適合需要持續復用和優化的場景。另一方面,雖然 Weights & Biases (W&B)MLflow 本來是模型實驗平台,但也有越來越多團隊將它們用來追蹤 Prompt 的版本與測試結果,建立出一種「Prompt 實驗記錄」的模式。

這些工具和實務的出現,顯示 Prompt 已經逐漸脫離「一人一檔」的初階狀態,往工程化、協作化與平台化邁進。對團隊來說,關鍵不只是「存放在哪裡」,而是如何確保 Prompt 的版本清晰、演進有跡可循,並且能即時觀測其在真實場景中的效能表現。

測試與驗證 :為你的 Prompt 建立自動化測試

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20250922/20149562KDXMb6HQki.png
https://www.confident-ai.com/blog/llm-evaluation-metrics-everything-you-need-for-llm-evaluation

這是將 Prompt 工程化的核心,也是 DevOps 精神的直接體現。

單元測試 (Unit Testing)

  • 目的:驗證單一 Prompt 在給定一組固定的輸入下,是否能產出格式正確、內容符合預期的輸出。

  • 方法:我們可以編寫一個評估腳本 (例如使用 Python),它會讀取一個 Prompt 檔案,向 LLM API 發送請求,然後對返回的結果進行一系列的斷言 (Assert)

    test_prompt.py 腳本片段範例:

    def test_log_parsing_prompt():
        prompt = load_prompt('prompts/parse_log.jinja2')
        log_input = "[Jenkins] Job 'build-project-A' (ID: 123) finished with status: SUCCESS"
    
        # 呼叫 LLM API 獲取結果
        output = call_llm_api(prompt, {'log_data': log_input})
    
        # 斷言測試
        assert is_valid_json(output), "輸出不是有效的 JSON"
        data = json.loads(output)
        assert data.get('source') == 'Jenkins', "來源解析錯誤"
        assert data.get('status') == 'SUCCESS', "狀態解析錯誤"
    

補充:LLM 評估專用工具 / SDK

除了手動撰寫測試腳本,現在也有許多開源或商業化的 SDK 可以幫助我們進行更系統性的測試與評估,例如:

  • TruLens: 可用於 LLM 回應的評估與偏差檢測,支援自定義 metric(如格式正確性、語意匹配度等)。
  • Helicone: 提供使用者互動觀察、異常輸出監控,以及 token 消耗分析。
  • Ragas: 針對 RAG 系統設計的評估工具,能以自動化方式對照答案與原始資料來源的一致性。
  • Giskard: 具備 GUI 介面的 LLM 測試平台,適合非工程背景的成員參與 Prompt 品質驗證。

這些工具可以與 CI/CD 流程整合,讓 Prompt 的品質驗證從「手動測試」進化為「自動化品質管線」。

回歸測試 (Regression Testing): 對抗「模型漂移」

一個巨大的痛點是:當 OpenAI 或 Google 等廠商更新他們的底層模型時,你原本運作良好的 Prompt 可能會突然失效。這就是所謂的 「模型漂移(Model Drift)」

為了對抗這種漂移風險,我們應該建立一組「黃金標準(Golden Set)」輸入輸出對,組成完整的 回歸測試集。這些測試樣本應涵蓋常見場景、邊界條件與錯誤輸入等關鍵案例。

每當 Prompt 有重大變動或模型 API 發布新版本,就完整跑一次測試集,並自動比對新舊輸出是否一致(語義/格式皆可比)。若有重大偏移,則標記為風險或異常,阻止進入正式環境。這不僅能避免使用者直接面對問題輸出,也讓 Prompt 團隊能更早進行修復與回退。

部署與展望 :一套完整的 CI/CD 流程

當我們將以上所有環節串聯起來,一個針對 Prompt 的 CI/CD 流程便清晰地浮現了:

  1. 開發與提交:工程師在本地修改 Prompt 模板,並提交一個 PR。
  2. 持續整合 (CI):CI Pipeline (如 GitHub Actions) 被自動觸發,執行對應的單元測試回歸測試
  3. 審查與合併:只有當所有測試都通過後,PR 才被允許合併到主分支。
  4. 持續部署 (CD):合併後,CD Pipeline 可以自動將新的 Prompt 版本部署到一個集中的「Prompt 管理服務」或更新應用的設定檔。

至此,我們已經可能腦中勾勒出一套為 Prompt 建立的自動化的品質保證與 CICD 流程。

總結

至此,我們已經為 Prompt 建立了一套自動化、可擴展、可治理的工程化流程。從設計、測試、版本控制,到部署與交付,每一步都對齊了 DevOps 精神,也為 LLM 專案導入了清晰可管理的開發流程。

不過,這一篇的重點並不在於實作細節,而是希望先幫大家建立一個概念性的框架「Prompt 應該被當作程式碼一樣來開發、管理與監控」。

我們從設計模式、測試機制、CI/CD 到部署流程,做了一次初步的總覽,作為理解 PromptOps 思維的起點。


References:


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