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发表于 4 天前 | 查看: 30| 回复: 0

前提

AI Agent 构成

  • 模型:为智能体的推理和决策提供动力的LLM,决定了智能体的能力下限。
  • 工具:智能体可用于采取行动的外部函数或API。
  • 指令:定义智能体行为的明确指导方针和安全策略。

三者共同构成AI Agent的核心能力边界。模型越强,对工具和指令的调度越精准;但从工程角度看,即使使用较弱的模型,通过合理设计工具与指令,也能构建功能强大的Agent。

AI Agent工作流程图

Tool Calling

由于Anthropic的Tool Calling协议已被多数大模型支持且成熟稳定,本文默认通过传入TOOLS参数实现模型调用工具的功能。示例如下:

{
  "name": "my_function_name", 
  "description": "The description of my function",
  "input_schema": {
    "type": "object",
    "properties": {
      "query": {
        "description": "The search query to perform."
      }
    },
    "required": ["query"]
  }
}

给模型传入TOOLS参数后,LLM API 返回如下结构:

{
  "type": "tool_use",
  "id": "toolu_01A09q90qw90lq917835123",
  "name": "my_function_name",
  "input": {
    "query": "Latest developments in quantum computing"
  }
}

简单的 v0:Shell 到复杂 v4:Skills

如前所述,AI Agent由工具和指令组成。我们基于其核心原理——“感知 → 认知 → 执行 → 反馈 → 感知”循环,逐步演进:

  • v0: Shell 是基础工具
  • v1: 模型即代理
  • v2: 结构化规划与 Todo
  • v3: 子代理
  • v4: Skills

v0: Shell 是基础的工具

Shell 在各类操作系统中广泛存在(如 Bash 脚本),可作为通用工具集的基础。

工具映射表

工具 对应 Bash 命令示例
读文件 cat file.txt, head -n 20 file.py, grep "TODO" -n -r .
写文件 echo '...' > file, cat << 'EOF' > main.py
搜索/导航 find . -name "*.py", ls -R, rg "keyword" .

架构

v0_bash.py系统流程图

  • 核心逻辑是一个简单循环:模型 → 工具调用 → 工具结果 → 模型
  • 不引入额外抽象(如 Task/Plan/Registry),全部由「自然语言 + Bash + 递归」实现

不足之处

  • 缺乏工程化安全边界(路径沙盒、命令白名单)
  • 可观测性不足(缺少结构化日志、任务树可视化)
  • 无语义层面的角色区分(计划者/执行者/审阅者)

该版本仅保留最小闭环所需要素。

一个工具就够了

Bash 本身就是“元工具”:几乎所有其他工具(curl、git、python、docker等)都可通过 Bash 间接调用。

递归 = 层级结构

无需实现复杂的 Task/Plan 抽象;只要允许“调用自己”,层级结构自然涌现。

进程 = 上下文隔离

操作系统的进程模型天然提供上下文隔离,无需额外会话ID或容器管理。

提示词 = 行为约束

系统提示词定义了当前 Agent 的角色与责任边界,决定其如何使用 Bash 能力。

核心循环

while True:
    response = model(messages, tools)
    if response.stop_reason != "tool_use":
        return response.text
    results = execute(response.tool_calls)
    messages.append(results)

完整代码

import sys
import os
import traceback
from llm_factory import LLMFactory, LLMChatAdapter
from util.mylog import logger
from utils import run_bash, BASH_TOOLS

# 初始化 API 客户端
llm = LLMFactory.create(
    model_type="openai",
    model_name="deepseek-v3.2", 
    temperature=0.0,
    max_tokens=8192
)
client = LLMChatAdapter(llm)

# 系统提示词
SYSTEM = f"""你是一个位于 {os.getcwd()} 的 CLI 代理,系统为 {sys.platform}。使用 bash 命令解决问题。

## 规则:
- 优先使用工具而不是文字描述。先行动,后简要解释。
- 读取文件:cat, grep, find, rg, ls, head, tail
- 写入文件:echo '...' > file, sed -i, 或 cat << 'EOF' > file
- 避免危险操作,如 rm -rf等删除或者清理文件, 或格式化挂载点,或对系统文件进行写操作

## 要求
- 不使用其他工具,仅使用 bash 命令或者 shell 脚本
- 子代理可以通过生成 shell 代码执行
- 如果当前任务超过 bash 的处理范围,则终止不处理
"""

def extract_bash_commands(text):
    """从 LLM 响应中提取 bash 命令"""
    import re
    pattern = r'```bash\n(.*?)\n```'
    matches = re.findall(pattern, text, re.DOTALL)
    return [cmd.strip() for cmd in matches if cmd.strip()]

def chat(prompt, history=None, max_steps=10):
    if history is None:
        history = []

    has_system = any(msg.get("role") == "system" for msg in history)
    if not has_system:
        history.insert(0, {"role": "system", "content": SYSTEM})

    history.append({"role": "user", "content": prompt})
    step = 0

    while step < max_steps:
        step += 1
        response = client.chat_with_tools(
            prompt=prompt,
            messages=history,
            tools=BASH_TOOLS
        )

        assistant_text = []
        tool_calls = []

        for block in response.content:
            if getattr(block, "type", "") == "text":
                assistant_text.append(block.text)
            elif getattr(block, "type", "") == "tool_use":
                tool_calls.append(block)

        full_text = "\n".join(assistant_text)
        if full_text:
            logger.info(f"助手: {full_text}")
            history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
        elif tool_calls:
            history.append({"role": "assistant", "content": "(Executing tools...)"})

        if not tool_calls:
            logger.info(f"第 {step} 步结束,无工具调用")
            if response.stop_reason == "end_turn":
                return full_text
            return full_text or "(No response)"

        logger.info(f"第 {step} 步工具调用: {tool_calls}")
        all_outputs = []
        for tc in tool_calls:
            if tc.name == "bash":
                cmd = tc.input.get("command")
                if cmd:
                    logger.info(f"[使用工具] {cmd}")  
                    output = run_bash(cmd)
                    all_outputs.append(f"$ {cmd}\n{output}")
                    if len(output) > 200:
                        logger.info(f"输出: {output[:200]}... (已截断)")
                    else:
                        logger.info(f"输出: {output}")
            else:
                logger.warning(f"Unknown tool: {tc.name}")

        if all_outputs:
            combined_output = "\n".join(all_outputs)
            history.append({"role": "user", "content": f"执行结果:\n{combined_output}\n\n请继续处理。"})
        else:
            history.append({"role": "user", "content": "Error: Tool call failed or produced no output."})

    return "达到最大执行步数限制,停止执行。"

if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) > 1:
        logger.info(chat(sys.argv[1]))
    else:
        logger.info("Bash 代理已启动。输入 'exit' 退出。")
        history = []
        while True:
            try:
                user_input = input("> ")
                if user_input.lower() in ['exit', 'quit']:
                    break
                chat(user_input, history)
            except KeyboardInterrupt:
                logger.info("\n正在退出...")
                break
            except Exception as e:
                logger.info(f"\n错误: {e}")
                traceback.print_exc()

执行完整流程

输入: 统计当前目录下的代码行数,输出到控制台

输出:

(base) linkxzhou@LINKXZHOU-MC1 miniagent % python3.11 v0_bash.py
2026-01-16 21:39:40,009 - INFO - ====== 使用 openai 模型: deepseek-v3.2, 参数:(0.0, None, 8192)
2026-01-16 21:39:40,009 - INFO - OpenAI API 配置已初始化
2026-01-16 21:39:40,037 - INFO - Bash 代理已启动。输入 'exit' 退出。
> 统计当前目录下的代码行数,输出到控制台
2026-01-16 21:39:56,102 - INFO - OpenAI API 响应内容: 我将统计当前目录下的代码行数并输出到控制台...
2026-01-16 21:39:56,105 - INFO - 第 1 步响应: <class 'llm_factory.Response'>
2026-01-16 21:39:56,105 - INFO - 助手: 我将统计当前目录下的代码行数并输出到控制台...
2026-01-16 21:39:56,105 - INFO - 第 1 步工具调用: [<class 'llm_factory.ToolUseBlock'>]
2026-01-16 21:39:56,105 - INFO - [使用工具] pwd
2026-01-16 21:39:56,129 - INFO - 输出: /Volumes/my/github/mylib/llm/llmapi/miniagent
...
2026-01-16 21:40:04,810 - INFO - 助手: 我已经统计了当前目录下的代码行数。结果显示:
...
**总计:1,761 行代码**
2026-01-16 21:40:04,810 - INFO - 第 4 步结束,无工具调用

v1: 模型即代理

Agent 的核心是自主决策:只需人工设定目标+约束规则,让大模型自主决定如何调用工具、遵循规则,从而实现通用性。

传统助手 vs Agent 系统

传统模式:

用户 -> 模型 -> 文本回复

Agent 模式:

用户 -> 模型 -> [工具 -> 结果]* -> 回复
                     ^_________|

模型可以反复调用工具直至任务完成,将“聊天机器人”升级为“自主代理”。

对于本地代码助手,4个工具即可覆盖80–90%场景

工具 用途 示例能力
bash 运行命令 npm install, git status
read_file 读取文件内容 查看 src/index.ts 实现
write_file 创建/覆盖文件 创建 README.md
edit_file 精确修改代码片段 插入日志、重构方法

具备这些工具后,模型可完成以下任务:

  • 探索代码库bash: find, ls, tree, rg/grep
  • 理解代码read_file 查看具体文件
  • 做出修改
    • 新建/重写:write_file
    • 小范围精修:edit_file
  • 运行验证bash: python, npm test, make, pytest...

架构

Agent系统交互流程图

  • 模型是决策者:何时调用、调用哪些工具、顺序及停止均由模型决定。
  • 代码只做两件事
    1. 提供一组带清晰 schema 的工具
    2. 驱动「模型 → 工具 → 结果 → 模型」循环

agent_loop 是 v1 的核心:

while True:
    response = model(messages, tools)
    if no tool_use:
        return
    results = execute(response.tool_calls)
    messages.append(response)
    messages.append(results)

模型控制循环

只要 stop_reason == "tool_use",说明模型仍在“思考 + 操作”;一旦不再返回此状态,即认为任务完成。

工具结果成为上下文

工具执行结果以 "user" 消息形式追加回对话,使模型能“看到”自身操作结果。

记忆自动累积

所有对话、工具调用、结果均保存在 messages 中,模型拥有完整任务上下文。

代码逻辑极薄

无需复杂状态机、计划器或自定义框架——这些均由模型通过自然语言引导“涌现”。

为什么这样设计?

1. 简洁性

  • 无显式状态机
  • 无 planner/parser 模块
  • 无自定义框架

只有:messagestoolswhile True

2. 模型负责思考

  • 哪个工具?bash / read / write / edit
  • 什么顺序?先看文件?找入口?改代码?跑测试?
  • 何时停止?任务是否已完成?

全部交由模型决策,而非硬编码流程。

3. 透明可观测

  • 每次工具调用都显式出现在 messages 中 (tool_use + tool_result)
  • 可持久化 messages,用于恢复过程或调试行为

4. 可扩展性强

添加新工具成本低:

  1. 实现 Python 函数(如 tool_http_request
  2. TOOLS 列表中增加 JSON schema 条目
  3. execute_tool 中分发到对应函数

无需改动 Agent 循环本身。

完整代码

from pathlib import Path
import sys
import traceback
from llm_factory import LLMFactory, LLMChatAdapter
from util.mylog import logger
from utils import execute_base_tools, BASIC_TOOLS

llm = LLMFactory.create(
    model_type="openai",
    model_name="deepseek-v3.2", 
    temperature=0.0,
    max_tokens=8192
)
client = LLMChatAdapter(llm)
WORKDIR = Path.cwd()

SYSTEM = f"""你是一个位于 {WORKDIR} 的编码代理,系统为 {sys.platform}。

## 执行流程
简要思考 -> 使用工具(使用 TOOLS) -> 报告结果。

## 规则
- 优先使用工具而不是文字描述。先行动,不要只是解释。  
- 永远不要臆造文件路径。如果不确定,先使用 bash ls/find 确认。  
- 做最小的修改。不要过度设计。  
- 完成后,总结变更内容。  

## 要求:
- 循环尽量简单,不要复杂。  
"""

def execute_tool(name: str, args: dict) -> str:
    result = execute_base_tools(name, args)
    if result is not None:
        return result
    return f"Unknown tool: {name}"

def agent_loop(prompt, history=None, max_steps=10) -> list:
    if history is None:
        history = []

    has_system = any(msg.get("role") == "system" for msg in history)
    if not has_system:
        history.insert(0, {"role": "system", "content": SYSTEM})

    step = 0
    while step < max_steps:
        step += 1
        response = client.chat_with_tools(
            prompt=prompt,
            messages=history,
            tools=BASIC_TOOLS,
        )

        assistant_text = []
        tool_calls = []
        for block in response.content:
            if getattr(block, "type", "") == "text":
                assistant_text.append(block.text)
            elif getattr(block, "type", "") == "tool_use":
                tool_calls.append(block)

        full_text = "\n".join(assistant_text)
        if not tool_calls:
            history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
            logger.info(f"第 {step} 步结束,无工具调用")
            return history

        results = []
        for tc in tool_calls:
            logger.info(f"\n> [使用工具] {tc.name} 第 {step} 步调用工具: {tc.input}")
            output = execute_tool(tc.name, tc.input)
            preview = output[:200] + "..." if len(output) > 200 else output
            logger.info(f"  [使用工具] {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {preview}")
            results.append(f"工具 {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {output}")

        history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
        combined_output = "\n".join(results)
        history.append({"role": "user", "content": f"执行结果:\n{combined_output}\n\n请继续处理"})

    logger.info(f"第 {step} 步达到最大执行步数限制,停止执行。")

def main():
    logger.info(f"Mini Claude Code v1 - {WORKDIR}")
    logger.info("Type 'exit' to quit.\n")
    history = []
    while True:
        try:
            user_input = input("You: ").strip()
        except (EOFError, KeyboardInterrupt):
            break

        if not user_input or user_input.lower() in ("exit", "quit", "q"):
            break

        history.append({"role": "user", "content": user_input})
        try:
            agent_loop('', history, max_steps=10)
        except Exception as e:
            logger.error(f"Error: {e}")
            traceback.print_exc()

if __name__ == "__main__":
    main()

执行完整流程

输入: 统计当前目录下的代码行数,输出到 html 中

输出:

(base) linkxzhou@LINKXZHOU-MC1 miniagent % python3.11 v1_basic.py
...
You: 统计当前目录下的代码行数,输出到 html 中
...
> [使用工具] bash 第 5 步调用: {'command': 'wc -l ./v3_subagent.py ...'}
...
> [使用工具] write_file 第 6 步调用: {'path': 'code_stats.html', 'content': '<!DOCTYPE html>...'}, 返回: Wrote 1569 bytes to code_stats.html
...

最终HTML报告展示如下:

技能机制架构图


v2: 结构化规划与 Todo

v1 已能正常工作,但在复杂任务上易“失去方向”:

  • 在不同子任务间来回跳转
  • 难记住已做/未做的事
  • 难向用户呈现清晰进度

v2 引入 Todo 工具(少量状态管理+提示逻辑),实现 “计划(使用 TodoWrite)→ 行动(使用 TOOLS)”。

在 v1 基础上新增 TodoManagerTodoWrite 工具。

TodoManager:带约束的任务列表

class TodoManager:
    """
    管理具有强制约束的结构化任务列表。

    关键设计决策:
    --------------------
    1. 最多 20 项:防止模型创建无尽的列表
    2. 一个进行中:强制专注 - 一次只能做一件事
    3. 必填字段:每个项目需要 content, status 和 activeForm

    activeForm 字段值得解释:
    - 它是正在发生的事情的现在时形式
    - 当 status 为 "in_progress" 时显示
    - 示例:content="Add tests", activeForm="Adding unit tests..."

    这提供了代理正在做什么的实时可见性。
    """

    def __init__(self):
        self.items = []

    def update(self, items: list) -> str:
        """
        验证并更新任务列表。

        模型每次发送一个完整的列表。我们验证它,
        存储它,并返回一个模型将看到的渲染视图。

        验证规则:
        - 每个项目必须有:content, status, activeForm
        - Status 必须是:pending | in_progress | completed
        - 一次只能有 ONE 个项目处于 in_progress 状态
        - 最多允许 20 个项目

        Returns:
            任务列表的渲染文本视图
        """
        validated = []
        in_progress_count = 0

        for i, item in enumerate(items):
            content = str(item.get("content", "")).strip()
            status = str(item.get("status", "pending")).lower()
            active_form = str(item.get("activeForm", "")).strip()

            if not content:
                raise ValueError(f"Item {i}: content required")
            if status not in ("pending", "in_progress", "completed"):
                raise ValueError(f"Item {i}: invalid status '{status}'")
            if not active_form:
                raise ValueError(f"Item {i}: activeForm required")

            if status == "in_progress":
                in_progress_count += 1

            validated.append({
                "content": content,
                "status": status,
                "activeForm": active_form
            })

        if len(validated) > 20:
            raise ValueError("Max 20 todos allowed")
        if in_progress_count > 1:
            raise ValueError("Only one task can be in_progress at a time")

        self.items = validated
        return self.render()

    def render(self) -> str:
        """
        将任务列表渲染为人类可读的文本。

        格式:
            [x] 已完成任务
            [>] 进行中任务 <- 正在做某事...
            [ ] 待办任务

            (2/3 completed)

        这个渲染后的文本是模型作为工具结果看到的内容。
        然后它可以根据当前状态更新列表。
        """
        if not self.items:
            return "No todos."

        lines = []
        for item in self.items:
            if item["status"] == "completed":
                lines.append(f"[x] {item['content']}")
            elif item["status"] == "in_progress":
                lines.append(f"[>] {item['content']} <- {item['activeForm']}")
            else:
                lines.append(f"[ ] {item['content']}")

        completed = sum(1 for t in self.items if t["status"] == "completed")
        lines.append(f"\n({completed}/{len(self.items)} completed)")

        return "\n".join(lines)

设计约束的意义

规则 原因
最多 20 条 防止模型把 todo 当成无限备忘录
必须有 content 保证每条任务有明确描述
必须有 status 让任务进度可追踪
必须有 activeForm 描述“当前正在做的具体动作”
只能一个 in_progress 强制模型一次只专注一个任务
内容不能重复 防止模型无意义地复制条目

这些约束既限制了行为空间,又增强了可控性和可观察性

Todo 工具的执行与反馈

todo_manager = TodoManager()

def execute_tool(name, args):
    if name == "TodoWrite":
        try:
            todo_manager.update(args["items"])
            return todo_manager.render()
        except Exception as e:
            return f"[TodoWrite error] {e}"
    # 其他工具: bash / read_file / write_file / edit_file...
    ...

示例调用

输入:

{
  "items": [
    {
      "content": "重构认证模块",
      "status": "completed",
      "activeForm": "重构已完成"
    },
    {
      "content": "添加单元测试",
      "status": "in_progress",
      "activeForm": "正在为认证模块编写单元测试"
    },
    {
      "content": "更新文档",
      "status": "pending",
      "activeForm": "准备在完成测试后更新文档"
    }
  ]
}

返回(作为 tool_result):

[x] 重构认证模块  (重构已完成)
[>] 添加单元测试  (正在为认证模块编写单元测试)
[ ] 更新文档     (准备在完成测试后更新文档)
(1/3 已完成)

模型下次调用时即可“看到自己刚刚整理的计划”,并据此决定下一步。

系统提示词:软约束鼓励使用 Todo

INITIAL_REMINDER = "<reminder>对于多步骤任务,请使用 TodoWrite 工具创建和维护一个清晰的 todo 列表。</reminder>"
NAG_REMINDER = "<reminder>已经超过 10 轮未更新 todo,请检查是否需要补充或更新 TodoWrite。</reminder>"
  • 在合适位置注入额外文本(通常作为 system 或 user 内容),提醒模型使用 Todo 工具。
  • 这些提醒不是独立工具调用,也不需模型回复,仅为“背景提示”。

效果

  • 模型被“温柔地提醒”:对于多步骤任务,Todo 是推荐做法。
  • 若长期不更新 Todo,会收到 “该更新计划了” 的提示。

架构

多步骤任务请求流程图

显式规划让 Agent 更可靠,而 Todo 是实现显式规划的最小结构单元。
结构既是约束,也是能力放大的脚手架。

  • 约束
    • 限制条目数、状态字段、唯一进行中
    • 要求完整列表,而非局部 patch
  • 赋能
    • 提供可见的计划(用户、模型都能看到)
    • 提供进度追踪当前焦点的清晰标记
    • 为后续总结、回顾提供结构

类似模式普遍存在:

  • max_tokens 约束 → 赋能响应可控与流式体验
  • 工具 JSON Schema 约束 → 赋能结构化调用和验证
  • Todo 约束 → 赋能复杂任务的可靠完成和可解释性

好的约束不是阻碍,而是让能力更稳定、更可控的支架。

完整代码

v2 是在 v1 基础上的增量扩展,不改变核心 Agent 循环。

import traceback
import sys
from pathlib import Path
from llm_factory import LLMFactory, LLMChatAdapter
from util.mylog import logger
from utils import execute_base_tools, TodoManager, BASE_TOOLS

llm = LLMFactory.create(
    model_type="openai",
    model_name="deepseek-v3.2", 
    temperature=0.0,
    max_tokens=8192
)
client = LLMChatAdapter(llm)
WORKDIR = Path.cwd()
TODO = TodoManager()

SYSTEM = f"""你是一个位于 {WORKDIR} 的编码代理,系统为 {sys.platform}。

## 执行流程
计划(使用 TodoWrite) -> 使用工具行动(使用 TOOLS) -> 更新任务列表 -> 报告。

## 规则
- 使用 TodoWrite 跟踪多步骤任务
- 开始前将任务标记为 in_progress,完成后标记为 completed
- 优先使用工具而不是文字描述。先行动,不要只是解释。
- 完成后,总结变更内容。"""

INITIAL_REMINDER = "<reminder>使用 TodoWrite 处理多步骤任务。</reminder>"
NAG_REMINDER = "<reminder>超过 10 轮未更新任务列表。请更新任务列表。</reminder>"

max_steps = 20
rounds_without_todo = 0

def run_todo(items: list) -> str:
    try:
        return TODO.update(items)
    except Exception as e:
        return f"Error: {e}"

def execute_tool(name: str, args: dict) -> str:
    """Dispatch tool call to implementation."""
    result = execute_base_tools(name, args)
    if result is not None:
        return result

    if name == "TodoWrite":
        return run_todo(args["items"])

    return f"Unknown tool: {name}"

def agent_loop(prompt: str, history: list = [], max_steps: int = max_steps) -> list:
    global rounds_without_todo

    has_system = any(msg.get("role") == "system" for msg in history)
    if not has_system:
        history.insert(0, {"role": "system", "content": SYSTEM})

    step = 0
    while step < max_steps:
        step += 1
        response = client.chat_with_tools(
            prompt=prompt,
            messages=history,
            tools=BASE_TOOLS,
        )

        assistant_text = []
        tool_calls = []
        for block in response.content:
            if hasattr(block, "text"):
                assistant_text.append(block.text)
                logger.info(block.text)
            if block.type == "tool_use":
                tool_calls.append(block)

        full_text = "\n".join(assistant_text)
        if not tool_calls:
            history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
            logger.info(f"第 {step} 步结束,无工具调用")
            return history

        results = []
        used_todo = False
        for tc in tool_calls:
            logger.info(f"\n> [使用工具] {tc.name} 第 {step} 步调用: {tc.input}")
            output = execute_tool(tc.name, tc.input)
            preview = output[:200] + "..." if len(output) > 200 else output
            logger.info(f" [使用工具] {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {preview}")
            results.append(f"工具 {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {output}")
            if tc.name == "TodoWrite":
                used_todo = True

        if used_todo:
            rounds_without_todo = 0
        else:
            rounds_without_todo += 1

        history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
        combined_output = "\n".join(results)
        history.append({"role": "user", "content": f"执行结果:\n{combined_output}\n\n请继续处理"})

def main():
    global rounds_without_todo
    logger.info(f"Mini Claude Code v2 (with Todos) - {WORKDIR}")
    logger.info("Type 'exit' to quit.\n")
    history = []
    first_message = True

    while True:
        try:
            user_input = input("You: ").strip()
        except (EOFError, KeyboardInterrupt):
            break

        if not user_input or user_input.lower() in ("exit", "quit", "q"):
            break

        content = []
        if first_message:
            content.append(INITIAL_REMINDER)
            first_message = False
        elif rounds_without_todo > max_steps:
            content.append(NAG_REMINDER)

        content.append(f"输入:{user_input}")
        history.append({"role": "user", "content": "\n".join(content)})

        try:
            agent_loop('', history, max_steps=max_steps)
        except Exception as e:
            logger.error(f"Error: {e}")
            traceback.print_exc()

if __name__ == "__main__":
    main()

执行完整流程

输入: 统计当前目录下的代码行数和功能,输出到 html 中

输出:

(base) linkxzhou@LINKXZHOU-MC1 miniagent % python3.11 v2_todo.py
...
You: 统计当前目录下的代码行数和功能,输出到 html 中
...
> [使用工具] TodoWrite 第 1 步调用: {'items': [...]}
...
> [使用工具] write_file 第 8 步调用: {'path': 'code_statistics_report.html', 'content': '<!DOCTYPE html>...'}, 返回: Wrote 10388 bytes to code_statistics_report.html
...

通过 TODO 拆分任务,最终任务结果输出展示如下:

MiniAgent项目代码统计报告


v3: 子代理

v2 已有 Todo 规划,但对于更大任务(如:“先探索代码库,再重构认证,然后补测试和文档”),单一 Agent 易出现上下文污染与角色混乱

  • 探索阶段读了 20 个文件,大量细节塞进上下文
  • 重构时在同一上下文中继续对话
  • 模型难在“海量历史”中保持聚焦和角色清晰

v3 添加新工具:SubTask,可生成带隔离上下文的“子代理”,每个专注完成一个子任务。

问题:单 Agent 的上下文污染

在 v2 中,大型任务的历史会变成:

主 Agent 历史:
  [探索中...] cat src/auth/login.py -> 500 行
  [探索中...] cat src/auth/session.py -> 300 行
  [探索中...] cat src/models/user.py -> 400 行
  ...
  (15+ 个文件内容)
  [现在重构...] "等等,login.py 里具体是什么来着?"

模型需在“聊天记录 + N 个文件内容 + Todo 列表”的混合上下文中工作,易:

  • 失焦:在旧文件和新任务间跳跃
  • 浪费上下文:很多信息是阶段性的
  • 难区分角色:探索 vs 规划 vs 实现

解决方案:把不同阶段委托给不同的子代理

思路:用子代理隔离阶段

将“探索 → 规划 → 实现”拆为三个子代理,各自在干净上下文中工作:

主 Agent 历史:
  [Task: explore] 探索代码库
    -> 子代理( explore ):读取 20 个文件
    -> 返回摘要: "认证在 src/auth/,数据库在 src/models/..."
  [Task: plan] 设计 JWT 迁移方案
    -> 子代理( plan ):分析结构,输出步骤
    -> 返回总结: "1. 添加 jwt 库 2. 创建 token 工具..."
  [Task: code] 实现 JWT 重构
    -> 子代理( code ):编辑文件、运行测试
    -> 返回结果: "创建 jwt_utils.py,修改 login.py ..."
  [主 Agent] 汇总更改并向用户汇报

对主 Agent 来说:

  • 存的是子代理摘要,而非全部细节
  • 每个子代理内部使用和 v1/v2 相同的工具循环,但上下文隔离

代理类型注册表:角色与权限分离

通过注册表定义不同类型代理:

AGENT_TYPES = {
    "explore": {
        "description": "只读,用于搜索和分析代码结构",
        "tools": ["bash", "read_file"],  
        "prompt": "你是一个探索子代理,只负责搜索和分析项目代码。不要修改任何文件。返回简洁、结构化的摘要。"
    },
    "code": {
        "description": "完整读写能力,用于实现变更",
        "tools": "*",  
        "prompt": "你是一个代码实现子代理,负责根据要求修改代码并跑测试。要高效、谨慎,做完后总结改动。"
    },
    "plan": {
        "description": "规划与分析,不做修改",
        "tools": ["bash", "read_file"],  
        "prompt": "你是一个规划子代理,负责分析现有代码并输出编号计划。不要编辑文件,只提出可执行方案。"
    }
}

明确区分:

  • explore:只看不写
  • plan:只看不写,专注输出计划
  • code:可改动代码并跑测试

模型通过 Task 工具选择 agent_type,决定派出何种“角色”的子代理。

Task: 定义 schema + 控制能力边界

定义 schema

TASK_TOOL = {
    "name": "Task",
    "description": "创建一个聚焦的子任务,并用指定类型的子代理在隔离上下文中执行它。",
    "input_schema": {
        "type": "object",
        "properties": {
            "description": {
                "type": "string",
                "description": "子任务的短名称(3-5 个词),用来在日志/进度条中显示。"
            },
            "prompt": {
                "type": "string",
                "description": "详细的自然语言指令,子代理看到的用户任务描述。"
            },
            "agent_type": {
                "type": "string",
                "enum": ["explore", "code", "plan"],
                "description": "子代理的类型(决定工具与系统提示)。"
            }
        },
        "required": ["description", "prompt", "agent_type"],
    },
}

主 Agent 调用 Task 示例:

{
  "description": "探索认证代码",
  "prompt": "找到所有与用户登录和认证相关的文件,阅读后给出结构化摘要。",
  "agent_type": "explore"
}

Task 工具启动子代理,跑完工具循环后返回一段总结文本给主 Agent。

控制每种子代理的能力边界

def get_tools_for_agent(agent_type):
    allowed = AGENT_TYPES[agent_type]["tools"]
    if allowed == "*":
        return [t for t in BASE_TOOLS if t["name"] != "Task"]
    else:
        return [t for t in BASE_TOOLS if t["name"] in allowed and t["name"] != "Task"]

默认策略:

  • explore:只读 → bash + read_file
  • plan:只读 → bash + read_file
  • code:读写/执行 → bash + read_file + write_file + edit_file + TodoWrite(不含 Task)

对比 v2 与 v3

功能 v2 v3
上下文形态 单一上下文,不断增长 主 Agent + 多个子代理,各自隔离
探索行为 直接在主 Agent 中执行 通过 explore 子代理执行并总结
规划行为 使用 Todo + 主 Agent 自己规划 可选 plan 子代理生成更结构化计划
代码修改 主 Agent 直接改 code 子代理在专用上下文中改
并行潜力 理论可以,但逻辑复杂 子代理天然支持并行(演示版未实现并发调度)

核心循环仍是:

while True:
    resp = model(messages, tools)
    if resp.stop_reason != "tool_use":
        return resp
    results = execute(resp.tool_calls)
    messages.append(resp)
    messages.append(results)

v3 只是让这个循环在多个上下文中同时存在(主 Agent + 子代理),并通过 Task 工具协调。

模式:分而治之 + 上下文隔离

复杂任务
 └─ 主 Agent(协调者)
        ├─ 子代理 A (explore) -> 返回「结构摘要」
        ├─ 子代理 B (plan)    -> 返回「任务计划」
        └─ 子代理 C (code)    -> 返回「实现结果」

所有 Agent(主 + 子)内部结构相同:

  • 有工具
  • 有系统提示词
  • while True 工具循环

只是上下文不同、工具集不同、角色Prompt不同

详细代码

import sys
import time
import traceback
from pathlib import Path
from llm_factory import LLMFactory, LLMChatAdapter
from util.mylog import logger
from utils import execute_base_tools, TodoManager, get_agent_descriptions, BASE_TOOLS, SUBAGENT_ALL_TOOLS, AGENT_TYPES

llm = LLMFactory.create(
    model_type="openai",
    model_name="deepseek-v3.2", 
    temperature=0.0,
    max_tokens=8192
)
client = LLMChatAdapter(llm)
WORKDIR = Path.cwd()
TODO = TodoManager()

SYSTEM = f"""你是一个位于 {WORKDIR} 的编码代理,系统为 {sys.platform}。

## 执行流程
计划(使用 TodoWrite)-> 使用工具行动 -> 执行子代理工具 -> 报告。

你可以为复杂的子任务生成子代理:
{get_agent_descriptions()}

## 规则
- 对需要集中探索或实现的子任务使用 Task 工具
- 使用 TodoWrite 跟踪多步骤工作
- 优先使用工具而不是文字描述。先行动,不要只是解释。
- 完成后,总结变更内容。"""

max_steps = 20

def get_tools_for_agent(agent_type: str) -> list:
    allowed = AGENT_TYPES.get(agent_type, {}).get("tools", "*")
    if allowed == "*":
        return BASE_TOOLS  
    return [t for t in BASE_TOOLS if t["name"] in allowed]

def run_task(description: str, prompt: str, agent_type: str, max_steps: int = max_steps) -> str:
    """
    在隔离的上下文中执行子代理任务。

    这是子代理机制的核心:

    1. 创建隔离的消息历史(关键:没有父级上下文!)
    2. 使用特定于代理的系统提示词
    3. 根据代理类型过滤可用工具
    4. 运行与主代理相同的查询循环
    5. 仅返回最终文本(不是中间细节)

    父代理只看到总结,保持其上下文干净。

    进度显示:
    ----------------
    运行时,我们会显示:
      [explore] find auth files ... 5 tools, 3.2s

    这在不污染主对话的情况下提供了可见性。
    """
    if agent_type not in AGENT_TYPES:
        return f"Error: Unknown agent type '{agent_type}'"

    config = AGENT_TYPES[agent_type]
    sub_system = f"""你是一个位于 {WORKDIR} 的 {agent_type} 子代理,系统为 {sys.platform}。

{config["prompt"]}

完成任务并返回清晰、简洁的总结。"""

    sub_tools = get_tools_for_agent(agent_type)
    sub_messages = [{"role": "system", "content": sub_system}, {"role": "user", "content": prompt}]
    logger.info(f"      [子代理][{agent_type}] {description}")
    start = time.time()
    tool_count = 0
    step = 0

    while step < max_steps:
        step += 1
        response = client.chat_with_tools(
            prompt='',
            messages=sub_messages,
            tools=sub_tools,
        )

        assistant_text = []
        tool_calls = []
        for block in response.content:
            if hasattr(block, "text"):
                assistant_text.append(block.text)
                logger.info(f"      [子代理][{agent_type}] {block.text}")
            if block.type == "tool_use":
                tool_calls.append(block)

        full_text = "\n".join(assistant_text)
        if not tool_calls:
            logger.info(f"      [子代理][{agent_type}] 第 {step} 步结束,无工具调用")
            break

        results = []
        for tc in tool_calls:
            tool_count += 1
            output = execute_tool(tc.name, tc.input)
            results.append(f"      [子代理][{agent_type}] 工具 {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {output}")
            elapsed = time.time() - start
            sys.stdout.write(
                f"\r      [子代理][{agent_type}] {description} ... {tool_count} tools, {elapsed:.1f}s\n"
            )
            sys.stdout.flush()

        sub_messages.append({"role": "assistant", "content": full_text})
        combined_output = "\n".join(results)
        sub_messages.append({"role": "user", "content": f"子代理执行结果:\n{combined_output}\n\n请继续处理"})

    elapsed = time.time() - start
    sys.stdout.write(
        f"\r      [子代理][{agent_type}] {description} - done ({tool_count} tools, {elapsed:.1f}s)\n"
    )

    for block in response.content:
        if hasattr(block, "text"):
            return full_text
    return "(subagent returned no text)"

def execute_tool(name: str, args: dict) -> str:
    result = execute_base_tools(name, args)
    if result is not None:
        return result

    if name == "TodoWrite":
        try:
            return TODO.update(args["items"])
        except Exception as e:
            return f"Error: {e}"

    if name == "Task":
        return run_task(args["description"], args["prompt"], args["agent_type"])

    return f"Unknown tool: {name}"

def agent_loop(prompt: str, history: list, max_steps: int = max_steps) -> list:
    has_system = any(msg.get("role") == "system" for msg in history)
    if not has_system:
        history.insert(0, {"role": "system", "content": SYSTEM})

    step = 0
    while step < max_steps:
        step += 1
        response = client.chat_with_tools(
            prompt=prompt,
            messages=history,
            tools=SUBAGENT_ALL_TOOLS,
        )

        assistant_text = []
        tool_calls = []
        for block in response.content:
            if hasattr(block, "text"):
                assistant_text.append(block.text)
                logger.info(block.text)
            if block.type == "tool_use":
                tool_calls.append(block)

        full_text = "\n".join(assistant_text)
        if not tool_calls:
            history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
            logger.info(f"第 {step} 步结束,无工具调用")
            return history

        results = []
        for tc in tool_calls:
            if tc.name == "Task":
                logger.info(f"\n> [使用工具] Task 第 {step} 步调用: {tc.input.get('description', 'subtask')}")
            else:
                logger.info(f"\n> [使用工具] {tc.name} 第 {step} 步调用: {tc.input}")

            logger.info(f"  输入: {tc.input}")
            output = execute_tool(tc.name, tc.input)
            if tc.name != "Task":
                preview = output[:200] + "..." if len(output) > 200 else output
                logger.info(f"  [使用工具] {tc.name}, 返回: {preview}")
            results.append(f"工具 {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {output}")

        history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
        combined_output = "\n".join(results)
        history.append({"role": "user", "content": f"执行结果:\n{combined_output}\n\n请继续处理"})

def main():
    logger.info(f"Mini Claude Code v3 (with Subagents) - {WORKDIR}")
    logger.info(f"Agent types: {', '.join(AGENT_TYPES.keys())}")
    logger.info("Type 'exit' to quit.\n")
    history = []

    while True:
        try:
            user_input = input("You: ").strip()
        except (EOFError, KeyboardInterrupt):
            break

        if not user_input or user_input.lower() in ("exit", "quit", "q"):
            break

        history.append({"role": "user", "content": user_input})
        try:
            agent_loop('', history, max_steps=max_steps)
        except Exception as e:
            logger.error(f"Error: {e}")
            traceback.print_exc()

if __name__ == "__main__":
    main()

执行完整流程

输入: 统计当前目录下的代码行数和功能,详细分析每个文件的执行流程,包括调用的函数和类,输出到 html 中

输出:

(base) linkxzhou@LINKXZHOU-MC1 miniagent % python3.11 v3_subagent.py
...
You: 统计当前目录下的代码行数和功能,详细分析每个文件的执行流程...
...
> [使用工具] Task 第 3 步调用: {'description': '探索认证代码', 'prompt': '...', 'agent_type': 'explore'}
...
> [使用工具] write_file 第 10 步调用: {'path': './code_analysis_report.html', 'content': '<!DOCTYPE html>...'}, 返回: Wrote 16588 bytes to ./code_analysis_report.html
...

每个子代理只执行自己的任务,最终将结果汇总展示如下:

MiniAgent代码分析报告


v4: Skills

Skills 是知识包,不是工具本身,体现深刻范式转变:知识外化 (Knowledge Externalization)

传统方式:知识内化于参数

传统 AI 系统中,知识封装在模型参数里:

  • 看不到内部
  • 不能精确编辑某部分
  • 难跨系统复用

让模型学会新技能需:

  • 收集训练数据
  • 租用集群
  • 运行微调流程(LoRA / 全量微调)
  • 部署新模型版本

知识锁死在权重矩阵中,对用户不可见、不可编辑、不可复用。

新范式:知识外化为文档

有了“代码执行 + 文件系统”范式后,知识可逐层外化:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         知识存储层级                              │
│                                                                 │
│  Model Parameters → Context Window → File System → Skill Library│
│     (内化)             (运行时)        (持久化)       (结构化)     │
│                                                                 │
│  ←───────── 训练修改 ──────────→  ←──── 自然语言/文本编辑 ────→     │
│     需要集群、数据、专业知识              任何人都能参与               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

关键变化:

  • 过去:修改行为 = 修改参数 → 需训练 → 需 GPU 集群 + 数据 + ML 技能
  • 现在:修改行为 = 修改 SKILL.md → 就像写文档 → 任何人都可以做

这类似于给 base model 外挂“可热插拔的知识模块”,无需改动模型参数。

为什么 Skills 工程范式重要

  • 民主化:无需 ML 专业知识,“定制模型行为”只需写 Markdown 文档。
  • 透明性:知识存在于人类可读的 SKILL.md 中,可审计、可理解、可讨论。
  • 复用性:一个 Skill 编写一次,可在任何兼容 Agent 框架中加载使用。
  • 版本控制:用 Git 管理 Skill 变更:支持协作、Code Review 和回滚。
  • 在线学习:模型在更大上下文窗口中即时「学习」技能内容,无需离线训练。

Skills 正处在一个“可工程化的范式”中:

  • 持久化存储(文件系统)
  • 按需加载(只在需要时注入)
  • 人类可编辑(Markdown 文档)

v3 解决结构与上下文,v4 解决“知识从哪来”

v3 引入子代理机制,让 Agent 可:

  • 分阶段处理任务(explore / plan / code)
  • 每个阶段在各自上下文中运行

但更深的问题是:模型怎么知道「做这件事的正确方法」?

这些不是“工具”,而是领域知识 / 专业技能。Tools 决定模型“能做什么”,Skills 决定模型“知道怎么做”。

工具 vs 技能

概念 定义 例子
Tool 模型能做什么 bash, read_file, http 等
Skill 模型知道怎么做 PDF 处理、MCP 构建、代码审查
  • Tool 是动作层面的能力(能执行什么操作)
  • Skill 是策略/知识层面的积累(做这件事的正确方法、最佳实践)

控制上下文

为控制开销,Skill 分三层:

Layer 1: 元数据 (始终加载)    ~100 tokens/skill
         └─ name + description

Layer 2: SKILL.md 正文 (触发时) ~2k tokens
         └─ 详细指南、分步骤说明、示例等

Layer 3: 资源文件 (必要时再查)  无硬限制
         └─ scripts/, references/, assets/

做到:

  • 平时只加载轻量“技能列表/描述”
  • 当模型决定使用某个 Skill 时,再加载 SKILL.md 正文
  • 若正文引用脚本/示例,可按需再读取

Skill 目录结构与 SKILL.md 标准

Skill 目录结构

skills/
├── pdf/
│   └── SKILL.md          # 必需
├── mcp-builder/
│   ├── SKILL.md
│   └── references/       # 可选
└── code-review/
    ├── SKILL.md
    └── scripts/          # 可选

SKILL.md 采用“YAML 前置 + Markdown 正文”格式:

---
name: pdf
description: 处理 PDF 文件。用于读取、创建或合并 PDF。
---
**Skill 工具定义**

```python
SKILL_TOOL = {
    "name": "Skill",
    "description": "加载一个技能的文档,以获得领域知识和最佳实践。",
    "input_schema": {
        "type": "object",
        "properties": {
            "skill": {
                "type": "string",
                "description": "要加载的 skill 名称,例如 'pdf'、'mcp-builder'。"
            }
        },
        "required": ["skill"],
    },
}

### Skill 工具执行逻辑:缓存友好式注入

关键点:**Skill 内容作为 tool_result 追加到 messages 末尾**,而非修改 system prompt 或历史前缀。

```python
def run_skill(skill_name: str) -> str:
    try:
        content = skill_loader.get_skill_content(skill_name)
    except KeyError:
        return f"[Skill error] Skill '{skill_name}' not found."

    return f"""<skill-loaded name="{skill_name}">
{content}
</skill-loaded>

Now follow the instructions and best practices described in this skill."""

在统一的 execute_tool 中:

def execute_tool(name, args):
    if name == "Skill":
        return run_skill(args["skill"])
    # 其他工具...

agent_loop 中无需结构性变化,像处理其他工具一样处理 Skill 即可。

这样:

  • Skill 内容出现在对话末尾的 tool_result 文本里
  • 前缀(system + 之前 history)完全不变 → prompt cache 可以完全复用
  • 下次请求时,只需对新增的 Skill 内容和新问题部分做计算

设计哲学:从「训练 AI」到「教育 AI」

知识被提升为一等公民资源。

传统观点把 Agent 看作“调用工具的模型”——模型负责决策,工具负责执行,但这隐含前提:模型已知“如何使用这些工具解决问题”。

Skills 机制把领域知识从模型参数中剥离:

  • 过去:教模型新技能 → 收集数据 + 训练
  • 现在:教模型新技能 → 写/编辑 SKILL.md 文档

这是从“训练 AI”到“教育 AI”的转变:

  • 技术上:从参数微调 → 上下文注入
  • 组织上:从 ML 团队独占 → 任何工程师/领域专家都能参与
  • 工程上:从黑盒权重 → 白盒文档(可审计、可 review)

架构图

Agent系统与知识层级架构图

详细代码

import re
import sys
import time
import traceback
from pathlib import Path
from llm_factory import LLMFactory, LLMChatAdapter
from util.mylog import logger
from utils import execute_base_tools, TodoManager, AGENT_TYPES, get_agent_descriptions, SUBAGENT_ALL_TOOLS, BASE_TOOLS

llm = LLMFactory.create(
    model_type="openai",
    model_name="deepseek-v3.2", 
    temperature=0.0,
    max_tokens=8192
)
client = LLMChatAdapter(llm)
WORKDIR = Path.cwd()
SKILLS_DIR = WORKDIR / "skills"

class SkillLoader:
    """
    从 SKILL.md 文件加载和管理技能。

    技能是一个包含以下内容的文件夹:
    - SKILL.md (必须): YAML frontmatter + markdown 说明
    - scripts/ (可选): 模型可以运行的辅助脚本
    - references/ (可选): 额外的文档
    - assets/ (可选): 模板,输出文件
    """

    def __init__(self, skills_dir: Path):
        self.skills_dir = skills_dir
        self.skills = {}
        self.load_skills()

    def parse_skill_md(self, path: Path) -> dict:
        content = path.read_text()
        match = re.match(r"^---\s*\n(.*?)\n---\s*\n(.*)$", content, re.DOTALL)
        if not match:
            return None

        frontmatter, body = match.groups()
        metadata = {}
        for line in frontmatter.strip().split("\n"):
            if ":" in line:
                key, value = line.split(":", 1)
                metadata[key.strip()] = value.strip().strip("\"'")

        if "name" not in metadata or "description" not in metadata:
            return None

        return {
            "name": metadata["name"],
            "description": metadata["description"],
            "body": body.strip(),
            "path": path,
            "dir": path.parent,
        }

    def load_skills(self):
        if not self.skills_dir.exists():
            return

        for skill_dir in self.skills_dir.iterdir():
            if not skill_dir.is_dir():
                continue

            skill_md = skill_dir / "SKILL.md"
            if not skill_md.exists():
                continue

            skill = self.parse_skill_md(skill_md)
            if skill:
                self.skills[skill["name"]] = skill

    def get_descriptions(self) -> str:
        if not self.skills:
            return "(no skills available)"
        return "\n".join(
            f"- {name}: {skill['description']}"
            for name, skill in self.skills.items()
        )

    def get_skill_content(self, name: str) -> str:
        if name not in self.skills:
            return None

        skill = self.skills[name]
        content = f"# Skill: {skill['name']}\n\n{skill['body']}"

        resources = []
        for folder, label in [
            ("scripts", "Scripts"),
            ("references", "References"),
            ("assets", "Assets")
        ]:
            folder_path = skill["dir"] / folder
            if folder_path.exists():
                files = list(folder_path.glob("*"))
                if files:
                    resources.append(f"{label}: {', '.join(f.name for f in files)}")

        if resources:
            content += f"\n\n**Available resources in {skill['dir']}:**\n"
            content += "\n".join(f"- {r}" for r in resources)

        return content

    def list_skills(self) -> list:
        return list(self.skills.keys())

SKILLS = SkillLoader(SKILLS_DIR)
TODO = TodoManager()

SYSTEM = f"""你是一个位于 {WORKDIR} 的编码代理,系统为 {sys.platform}。

## 执行流程
计划(使用 TodoWrite) -> 使用工具行动 -> 报告。

**可用技能**(当任务匹配时使用 Skill 工具调用):
{SKILLS.get_descriptions()}

**可用子代理**(对于需要集中注意力的子任务,使用 Task 工具调用):
{get_agent_descriptions()}

规则:
- 当任务匹配技能描述时,**立即**使用 Skill 工具
- 对需要集中探索或实现的子任务使用 Task 工具
- 使用 TodoWrite 跟踪多步骤工作
- 优先使用工具而不是文字描述。先行动,不要只是解释。
- 完成后,总结变更内容。"""

SKILL_TOOL = {
    "name": "Skill",
    "description": f"""Load a skill to gain specialized knowledge for a task.

Available skills:
{SKILLS.get_descriptions()}

When to use:
- IMMEDIATELY when user task matches a skill description
- Before attempting domain-specific work (PDF, MCP, etc.)

The skill content will be injected into the conversation, giving you
detailed instructions and access to resources.""",
    "input_schema": {
        "type": "object",
        "properties": {
            "skill": {
                "type": "string",
                "description": "Name of the skill to load"
            }
        },
        "required": ["skill"],
    },
}

ALL_TOOLS = SUBAGENT_ALL_TOOLS + [SKILL_TOOL]
max_steps = 50

def get_tools_for_agent(agent_type: str) -> list:
    allowed = AGENT_TYPES.get(agent_type, {}).get("tools", "*")
    if allowed == "*":
        return BASE_TOOLS  
    return [t for t in BASE_TOOLS if t["name"] in allowed]

def run_subagent_task(description: str, prompt: str, agent_type: str, max_steps: int = max_steps) -> str:
    if agent_type not in AGENT_TYPES:
        return f"Error: Unknown agent type '{agent_type}'"

    config = AGENT_TYPES[agent_type]
    sub_system = f"""你是一个位于 {WORKDIR} 的 {agent_type} 子代理,系统为 {sys.platform}。

{config["prompt"]}

完成任务并返回清晰、简洁的总结。"""

    sub_tools = get_tools_for_agent(agent_type)
    sub_messages = [{"role": "system", "content": sub_system}, {"role": "user", "content": prompt}]
    logger.info(f"      [子代理][{agent_type}] {description}")
    start = time.time()
    tool_count = 0
    step = 0

    while step < max_steps:
        step += 1
        response = client.chat_with_tools(
            prompt='',
            messages=sub_messages,
            tools=sub_tools,
        )

        assistant_text = []
        tool_calls = []
        for block in response.content:
            if hasattr(block, "text"):
                assistant_text.append(block.text)
                logger.info(f"      [子代理][{agent_type}] {block.text}")
            if block.type == "tool_use":
                tool_calls.append(block)

        full_text = "\n".join(assistant_text)
        if not tool_calls:
            logger.info(f"      [子代理][{agent_type}] 第 {step} 步结束,无工具调用")
            break

        results = []
        for tc in tool_calls:
            tool_count += 1
            output = execute_tool(tc.name, tc.input)
            results.append(f"      [子代理][{agent_type}] 工具 {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {output}")
            elapsed = time.time() - start
            sys.stdout.write(
                f"\r      [子代理][{agent_type}] {description} ... {tool_count} tools, {elapsed:.1f}s\n"
            )
            sys.stdout.flush()

        sub_messages.append({"role": "assistant", "content": full_text})
        combined_output = "\n".join(results)
        sub_messages.append({"role": "user", "content": f"子代理执行结果:\n{combined_output}\n\n请继续处理"})

    elapsed = time.time() - start
    sys.stdout.write(
        f"\r      [子代理][{agent_type}] {description} - done ({tool_count} tools, {elapsed:.1f}s)\n"
    )

    for block in response.content:
        if hasattr(block, "text"):
            return full_text
    return "(subagent returned no text)"

def run_skill(skill_name: str) -> str:
    """
    加载一项技能并将其注入到对话中。

    这是关键机制:
    1. 获取技能内容(SKILL.md 正文 + 资源提示)
    2. 将其包装在 <skill-loaded> 标签中返回
    3. 模型作为 tool_result(用户消息)接收此内容
    4. 模型现在"知道"如何执行任务

    为什么使用 tool_result 而不是系统提示词?
    - 系统提示词更改会使缓存失效(成本增加 20-50 倍)
    - 工具结果追加到末尾(前缀不变,缓存命中)

    这就是生产系统保持成本效益的方式。
    """
    content = SKILLS.get_skill_content(skill_name)
    if content is None:
        available = ", ".join(SKILLS.list_skills()) or "none"
        return f"Error: Unknown skill '{skill_name}'. Available: {available}"

    return f"""<skill-loaded name="{skill_name}">
{content}
</skill-loaded>

Follow the instructions in the skill above to complete the user's task."""

def execute_tool(name: str, args: dict) -> str:
    result = execute_base_tools(name, args)
    if result is not None:
        return result

    if name == "TodoWrite":
        try:
            return TODO.update(args["items"])
        except Exception as e:
            return f"Error: {e}"

    if name == "Task":
        try:
            return run_subagent_task(args["description"], args["prompt"], args["agent_type"])
        except Exception as e:
            return f"Error: {e}"

    if name == "Skill":
        try:
            return run_skill(args["skill"])
        except Exception as e:
            return f"Error: {e}"

    return f"Unknown tool: {name}"

def agent_loop(prompt: str, history: list, max_steps: int = max_steps) -> list:
    has_system = any(msg.get("role") == "system" for msg in history)
    if not has_system:
        history.insert(0, {"role": "system", "content": SYSTEM})

    step = 0
    while step < max_steps:
        step += 1
        response = client.chat_with_tools(
            prompt=prompt,
            messages=history,
            tools=ALL_TOOLS,
        )

        assistant_text = []
        tool_calls = []
        for block in response.content:
            if hasattr(block, "text"):
                assistant_text.append(block.text)
                logger.info(block.text)
            if block.type == "tool_use":
                tool_calls.append(block)

        full_text = "\n".join(assistant_text)
        if not tool_calls:
            history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
            logger.info(f"第 {step} 步结束,无工具调用")
            return history

        results = []
        for tc in tool_calls:
            if tc.name == "Task":
                logger.info(f"\n> [使用工具] Task 第 {step} 步调用: {tc.input.get('description', 'subtask')}")
            elif tc.name == "Skill":
                logger.info(f"\n> [使用工具] 第 {step} 步调用 Loading skill: {tc.input.get('skill', '?')}")
            else:
                logger.info(f"\n> [使用工具] {tc.name} 第 {step} 步调用: {tc.input}")

            logger.info(f"  输入: {tc.input}")
            output = execute_tool(tc.name, tc.input)
            if tc.name == "Skill":
                logger.info(f"  Skill loaded ({len(output)} chars)")
            elif tc.name != "Task":
                preview = output[:200] + "..." if len(output) > 200 else output
                logger.info(f"  [使用工具] {tc.name}, 返回: {preview}")
            results.append(f"工具 {tc.name}, 输入: {tc.input}, 返回: {output}")

        history.append({"role": "assistant", "content": full_text})
        combined_output = "\n".join(results)
        history.append({"role": "user", "content": f"执行结果:\n{combined_output}\n\n请继续处理"})

def main():
    logger.info(f"Mini Claude Code v4 (with Skills) - {WORKDIR}")
    logger.info(f"Skills: {', '.join(SKILLS.list_skills()) or 'none'}")
    logger.info(f"Agent types: {', '.join(AGENT_TYPES.keys())}")
    logger.info("Type 'exit' to quit.\n")
    history = []

    while True:
        try:
            user_input = input("You: ").strip()
        except (EOFError, KeyboardInterrupt):
            break

        if not user_input or user_input.lower() in ("exit", "quit", "q"):
            break

        history.append({"role": "user", "content": user_input})
        try:
            agent_loop('', history, max_steps=max_steps)
        except Exception as e:
            logger.error(f"Error: {e}")
            traceback.print_exc()

if __name__ == "__main__":
    main()

执行完整流程

输入: 统计当前目录下的代码行数和功能,并且做 code-review,将结论输出到 html 中

输出:

(base) linkxzhou@LINKXZHOU-MC1 miniagent % python3.11 v4_skills.py
...
You: 统计当前目录下的代码行数和功能,并且做 code-review,将结论输出到 html 中
...
> [使用工具] TodoWrite 第 1 步调用: {'items': [...]}
...
> [使用工具] 第 18 步调用 Loading skill: code-review
...
> [使用工具] write_file 第 29 步调用: {'path': 'code_review_report.html', 'content': '<!DOCTYPE html>...'}, 返回: Wrote 21KB to code_review_report.html
...

总结

本文通过使用 deepseek-v3.2 模型,结合规则与工具,实现了从最简 Bash 代理到高级 Skills 机制的完整 Agent 构建流程。该项目代码开源地址:

https://github.com/linkxzhou/mylib/tree/master/llm/llmapi/miniagent

参考

  1. https://github.com/shareAI-lab/learn-claude-code
  2. https://github.com/linkxzhou/SimpleExcalidraw



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