|
|
# 第六章 框架开发实践
|
|
|
|
|
|
在第四章中,我们通过编写原生代码,实现了 ReAct、Plan-and-Solve 和 Reflection 这几种智能体的核心工作流。这个过程让我们对智能体的内在执行逻辑有了理解。随后,在第五章,我们切换到“使用者”的视角,体验了低代码平台带来的便捷与高效。
|
|
|
|
|
|
本章的目标,就是探讨如何利用业界主流的一些<strong>智能体框架</strong>,来高效、规范地构建可靠的智能体应用。我们将首先概览当前市面上主流的智能体框架,然后并对几个具有代表性的框架,通过一个完整的实战案例,来体验框架驱动的开发模式。
|
|
|
|
|
|
## 6.1 从手动实现到框架开发
|
|
|
|
|
|
从编写一次性的脚本到使用一个成熟的框架,是软件工程领域一次重要的思维跃迁。我们在第四章中编写的代码,其主要目的是为了教学和理解。它们能很好地完成特定任务,但如果要用它们来构建多个、不同类型且逻辑复杂的智能体应用,很快就会遇到瓶颈。
|
|
|
|
|
|
一个框架的本质,是提供一套经过验证的“规范”。它将所有智能体共有的、重复性的工作(如主循环、状态管理、工具调用、日志记录等)进行抽象和封装,让我们在构建新的智能体时,能够专注于其独特的业务逻辑,而非通用的底层实现。
|
|
|
|
|
|
### 6.1.1 为何需要智能体框架
|
|
|
|
|
|
在我们开始实战之前,首先需要明确为什么要使用框架。相比于直接编写独立的智能体脚本,使用框架的价值主要体现在以下几个方面:
|
|
|
|
|
|
1. <strong>提升代码复用与开发效率</strong>:这是最直接的价值。一个好的框架会提供一个通用的 `Agent` 基类或执行器,它封装了智能体运行的核心循环(Agent Loop)。无论是 ReAct 还是 Plan-and-Solve,都可以基于框架提供的标准组件快速搭建,从而避免重复劳动。
|
|
|
2. <strong>实现核心组件的解耦与可扩展性</strong>:一个健壮的智能体系统应该由多个松散耦合的模块组成。框架的设计会强制我们分离不同的关注点:
|
|
|
- <strong>模型层 (Model Layer)</strong>:负责与大语言模型交互,可以轻松替换不同的模型(OpenAI, Anthropic, 本地模型)。
|
|
|
- <strong>工具层 (Tool Layer)</strong>:提供标准化的工具定义、注册和执行接口,添加新工具不会影响其他代码。
|
|
|
- <strong>记忆层 (Memory Layer)</strong>:处理短期和长期记忆,可以根据需求切换不同的记忆策略(如滑动窗口、摘要记忆)。 这种模块化的设计使得整个系统极具可扩展性,更换或升级任何一个组件都变得简单。
|
|
|
3. <strong>标准化复杂的状态管理</strong>:我们在 `ReflectionAgent` 中实现的 `Memory` 类只是一个简单的开始。在真实的、长时运行的智能体应用中,状态管理是一个巨大的挑战,它需要处理上下文窗口限制、历史信息持久化、多轮对话状态跟踪等问题。一个框架可以提供一套强大而通用的状态管理机制,开发者无需每次都重新处理这些复杂问题。
|
|
|
4. <strong>简化可观测性与调试过程</strong>:当智能体的行为变得复杂时,理解其决策过程变得至关重要。一个精心设计的框架可以内置强大的可观测性能力。例如,通过引入事件回调机制(Callbacks),我们可以在智能体生命周期的关键节点(如 `on_llm_start`, `on_tool_end`, `on_agent_finish`)自动触发日志记录或数据上报,从而轻松地追踪和调试智能体的完整运行轨迹。这远比在代码中手动添加 `print` 语句要高效和系统化。
|
|
|
|
|
|
因此,从手动实现走向框架开发,不仅是代码组织方式的改变,更是构建复杂、可靠、可维护的智能体应用的必由之路。
|
|
|
|
|
|
### 6.1.2 主流框架的选型与对比
|
|
|
|
|
|
智能体框架的生态正在以前所未有的速度发展。如果说 LangChain 和 LlamaIndex 定义了第一代通用 LLM 应用框架的范式,那么新一代的框架则更加专注于解决特定领域的深层挑战,尤其是<strong>多智能体协作 (Multi-Agent Collaboration)</strong> 和 <strong>复杂工作流控制 (Complex Workflow Control)</strong>。
|
|
|
|
|
|
在本章的后续实战中,我们将聚焦于四个在这些前沿领域极具代表性的框架:AutoGen、AgentScope、CAMEL 和 LangGraph。它们的设计理念各不相同,分别代表了实现复杂智能体系统的不同技术路径,如图6.1所示。
|
|
|
|
|
|
<div align="center">
|
|
|
<p>表 6.1 四种智能体框架对比</p>
|
|
|
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/Hello-Agents/main/docs/images/6-figures/01.png" alt="" width="90%"/>
|
|
|
</div>
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- <strong>AutoGen</strong>:AutoGen 的核心思想是通过对话实现协作<sup>[1]</sup>。它将多智能体系统抽象为一个由多个“可对话”智能体组成的群聊。开发者可以定义不同角色(如 `Coder`, `ProductManager`, `Tester`),并设定它们之间的交互规则(例如,`Coder` 写完代码后由 `Tester` 自动接管)。任务的解决过程,就是这些智能体在群聊中通过自动化消息传递,不断对话、协作、迭代直至最终目标达成的过程。
|
|
|
- <strong>AgentScope</strong>:AgentScope 是一个专为多智能体应用设计的、功能全面的开发平台<sup>[2]</sup>。它的核心特点是<strong>易用性</strong>和<strong>工程化</strong>。它提供了一套非常友好的编程接口,让开发者可以轻松定义智能体、构建通信网络,并管理整个应用的生命周期。其内置的<strong>消息传递机制</strong>和对分布式部署的支持,使其非常适合构建和运维复杂、大规模的多智能体系统。
|
|
|
- <strong>CAMEL</strong>:CAMEL 提供了一种新颖的、名为<strong>角色扮演 (Role-Playing)</strong> 的协作方法<sup>[3]</sup>。其核心理念是,我们只需要为两个智能体(例如,`AI研究员` 和 `Python程序员`)设定好各自的角色和共同的任务目标,它们就能在“<strong>初始提示 (Inception Prompting)</strong>”的引导下,自主地进行多轮对话,相互启发、相互配合,共同完成任务。它极大地降低了设计多智能体对话流程的复杂度。
|
|
|
- <strong>LangGraph</strong>:作为 LangChain 生态的扩展,LangGraph 另辟蹊径,将智能体的执行流程建模为<strong>图 (Graph)</strong><sup>[4]</sup>。在传统的链式结构中,信息只能单向流动。而 LangGraph 将每一步操作(如调用LLM、执行工具)定义为图中的一个<strong>节点 (Node)</strong>,并用<strong>边 (Edge)</strong> 来定义节点之间的跳转逻辑。这种设计天然支持<strong>循环 (Cycles)</strong>,使得实现如 Reflection 这样的迭代、修正、自我反思的复杂工作流变得异常简单和直观。
|
|
|
|
|
|
在接下来的小节中,我们将对这四个框架,分别通过一个完整的实战案例,来深入体验框架驱动的开发模式。<strong>请注意</strong>,所有演示的项目源文件会放在`code`文件夹下,正文内只讲解原理部分。
|
|
|
|
|
|
## 6.2 框架一:AutoGen
|
|
|
|
|
|
正如前文所述,AutoGen 的设计哲学根植于"以对话驱动协作"。它巧妙地将复杂的任务解决流程,映射为不同角色的智能体之间的一系列自动化对话。基于这一核心理念,AutoGen 框架持续演进。我们将以 `0.7.4` 版本为例,因为它是截止目前为止最新版本,代表了一次重要的架构重构,从类继承设计转向了更灵活的组合式架构。为了深入理解并应用这一框架,我们首先需要讲解其最核心的构成要素与底层的对话交互机制。
|
|
|
|
|
|
### 6.2.1 AutoGen 的核心机制
|
|
|
|
|
|
`0.7.4` 版本的发布是 AutoGen 发展的一个重要节点,它标志着框架在底层设计上的一次根本性革新。这次更新并非简单的功能叠加,而是对整体架构的重新思考,旨在提升框架的模块化、并发性能和开发者体验。
|
|
|
|
|
|
<div align="center">
|
|
|
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/Hello-Agents/main/docs/images/6-figures/02.png" alt="" width="90%"/>
|
|
|
<p>图 6.1 AutoGen架构图</p>
|
|
|
</div>
|
|
|
|
|
|
(1)框架结构的演进
|
|
|
|
|
|
如图6.1所示,新架构最显著的变化是引入了清晰的分层和异步优先的设计理念。
|
|
|
|
|
|
- <strong>分层设计:</strong> 框架被拆分为两个核心模块:
|
|
|
- `autogen-core`:作为框架的底层基础,封装了与语言模型交互、消息传递等核心功能。它的存在保证了框架的稳定性和未来扩展性。
|
|
|
- `autogen-agentchat`:构建于 `core` 之上,提供了用于开发对话式智能体应用的高级接口,简化了多智能体应用的开发流程。 这种分层策略使得各组件职责明确,降低了系统的耦合度。
|
|
|
- <strong>异步优先:</strong> 新架构全面转向异步编程 (`async/await`)。在多智能体协作场景中,网络请求(如调用 LLM API)是主要耗时操作。异步模式允许系统在等待一个智能体响应时处理其他任务,从而避免了线程阻塞,显著提升了并发处理能力和系统资源的利用效率。
|
|
|
|
|
|
(2)核心智能体组件
|
|
|
|
|
|
智能体是执行任务的基本单元。在 `0.7.4` 版本中,智能体的设计更加专注和模块化。
|
|
|
|
|
|
- <strong>AssistantAgent (助理智能体):</strong> 这是任务的主要解决者,其核心是封装了一个大型语言模型(LLM)。它的职责是根据对话历史生成富有逻辑和知识的回复,例如提出计划、撰写文章或编写代码。通过不同的系统消息(System Message),我们可以为其赋予不同的“专家”角色。
|
|
|
- <strong>UserProxyAgent (用户代理智能体):</strong> 这是 AutoGen 中功能独特的组件。它扮演着双重角色:既是人类用户的“代言人”,负责发起任务和传达意图;又是一个可靠的“执行器”,可以配置为执行代码或调用工具,并将结果反馈给其他智能体。这种设计清晰地区分了“思考”(由 `AssistantAgent` 完成)与“行动”。
|
|
|
|
|
|
(3)从 GroupChatManager 到 Team
|
|
|
|
|
|
当任务需要多个智能体协作时,就需要一个机制来协调对话流程。在早期版本中,`GroupChatManager` 承担了这一职责。而在新架构中,引入了更灵活的 `Team` 或群聊概念,例如 `RoundRobinGroupChat`。
|
|
|
|
|
|
- <strong>轮询群聊 (RoundRobinGroupChat):</strong> 这是一种明确的、顺序化的对话协调机制。它会让参与的智能体按照预定义的顺序依次发言。这种模式非常适用于流程固定的任务,例如一个典型的软件开发流程:产品经理先提出需求,然后工程师编写代码,最后由代码审查员进行检查。
|
|
|
- <strong>工作流:</strong>
|
|
|
1. 首先,创建一个 `RoundRobinGroupChat` 实例,并将所有参与协作的智能体(如产品经理、工程师等)加入其中。
|
|
|
2. 当一个任务开始时,群聊会按照预设的顺序,依次激活相应的智能体。
|
|
|
3. 被选中的智能体根据当前的对话上下文进行响应。
|
|
|
4. 群聊将新的回复加入对话历史,并激活下一个智能体。
|
|
|
5. 这个过程会持续进行,直到达到最大对话轮次或满足预设的终止条件。
|
|
|
|
|
|
通过这种方式,AutoGen 将复杂的协作关系,简化为一个流程清晰、易于管理的自动化“圆桌会议”。开发者只需定义好每个团队成员的角色和发言顺序,剩下的协作流程便可由群聊机制自主驱动。
|
|
|
|
|
|
在下一节中,我们将通过构建一个模拟软件开发团队的实例,来亲身体验如何在新架构下定义不同角色的智能体,并将它们组织在一个由 `RoundRobinGroupChat` 协调的群聊中,以协作完成一个真实的编程任务。
|
|
|
|
|
|
### 6.2.2 软件开发团队
|
|
|
|
|
|
在理解了 AutoGen 的核心组件与对话机制后,本节将通过一个完整的实战案例来具体展示如何应用这些新特性。我们将构建一个模拟的软件开发团队,该团队由多个具有不同专业技能的智能体组成,它们将协作完成一个真实的软件开发任务。
|
|
|
|
|
|
(1)业务目标
|
|
|
|
|
|
我们的目标是开发一个功能明确的 Web 应用:<strong>实时显示比特币当前价格</strong>。这个任务虽小,却完整地覆盖了软件开发的典型环节:从需求分析、技术选型、编码实现到代码审查和最终测试。这使其成为检验 AutoGen 自动化协作流程的理想场景。
|
|
|
|
|
|
(2)智能体团队角色
|
|
|
|
|
|
为了模拟真实的软件开发流程,我们设计了四个职责分明的智能体角色:
|
|
|
|
|
|
- <strong>ProductManager (产品经理):</strong> 负责将用户的模糊需求转化为清晰、可执行的开发计划。
|
|
|
- <strong>Engineer (工程师):</strong> 依据开发计划,负责编写具体的应用程序代码。
|
|
|
- <strong>CodeReviewer (代码审查员):</strong> 负责审查工程师提交的代码,确保其质量、可读性和健壮性。
|
|
|
- <strong>UserProxy (用户代理):</strong> 代表最终用户,发起初始任务,并负责执行和验证最终交付的代码。
|
|
|
|
|
|
这种角色划分是多智能体系统设计中的关键一步,它将一个复杂任务分解为多个由领域“专家”处理的子任务。
|
|
|
|
|
|
### 6.2.3 核心代码实现
|
|
|
|
|
|
下面,我们将分步解析这个自动化团队的核心代码。
|
|
|
|
|
|
(1)模型客户端配置
|
|
|
|
|
|
所有基于 LLM 的智能体都需要一个模型客户端来与语言模型进行交互。AutoGen `0.7.4` 提供了标准化的 `OpenAIChatCompletionClient`,它可以方便地与任何兼容 OpenAI API 规范的模型服务(包括 OpenAI 官方服务、Azure OpenAI 以及本地模型服务如 Ollama等)进行对接。
|
|
|
|
|
|
我们通过一个独立的函数来创建和配置模型客户端,并通过环境变量管理 API Key 和服务地址,这是一种良好的工程实践,增强了代码的灵活性和安全性。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from autogen_ext.models.openai import OpenAIChatCompletionClient
|
|
|
|
|
|
def create_openai_model_client():
|
|
|
"""创建并配置 OpenAI 模型客户端"""
|
|
|
return OpenAIChatCompletionClient(
|
|
|
model=os.getenv("LLM_MODEL_ID", "gpt-4o"),
|
|
|
api_key=os.getenv("LLM_API_KEY"),
|
|
|
base_url=os.getenv("LLM_BASE_URL", "https://api.openai.com/v1")
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
(2)智能体角色的定义
|
|
|
|
|
|
定义智能体的核心在于编写高质量的系统消息 (System Message)。系统消息就像是给智能体设定的“行为准则”和“专业知识库”,它精确地规定了智能体的角色、职责、工作流程,甚至是与其他智能体交互的方式。一个精心设计的系统消息是确保多智能体系统能够高效、准确协作的关键。在我们的软件开发团队中,我们为每一个角色都创建了一个独立的函数来封装其定义。
|
|
|
|
|
|
<strong>产品经理 (ProductManager)</strong>
|
|
|
|
|
|
产品经理负责启动整个流程。它的系统消息不仅定义了其职责,还规范了其输出的结构,并包含了引导对话转向下一环节(工程师)的明确指令。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def create_product_manager(model_client):
|
|
|
"""创建产品经理智能体"""
|
|
|
system_message = """你是一位经验丰富的产品经理,专门负责软件产品的需求分析和项目规划。
|
|
|
|
|
|
你的核心职责包括:
|
|
|
1. **需求分析**:深入理解用户需求,识别核心功能和边界条件
|
|
|
2. **技术规划**:基于需求制定清晰的技术实现路径
|
|
|
3. **风险评估**:识别潜在的技术风险和用户体验问题
|
|
|
4. **协调沟通**:与工程师和其他团队成员进行有效沟通
|
|
|
|
|
|
当接到开发任务时,请按以下结构进行分析:
|
|
|
1. 需求理解与分析
|
|
|
2. 功能模块划分
|
|
|
3. 技术选型建议
|
|
|
4. 实现优先级排序
|
|
|
5. 验收标准定义
|
|
|
|
|
|
请简洁明了地回应,并在分析完成后说"请工程师开始实现"。"""
|
|
|
|
|
|
return AssistantAgent(
|
|
|
name="ProductManager",
|
|
|
model_client=model_client,
|
|
|
system_message=system_message,
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
<strong>工程师 (Engineer)</strong>
|
|
|
|
|
|
工程师的系统消息聚焦于技术实现。它列举了工程师的技术专长,并规定了其在接收到任务后的具体行动步骤,同样也包含了引导流程转向代码审查员的指令。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def create_engineer(model_client):
|
|
|
"""创建软件工程师智能体"""
|
|
|
system_message = """你是一位资深的软件工程师,擅长 Python 开发和 Web 应用构建。
|
|
|
|
|
|
你的技术专长包括:
|
|
|
1. **Python 编程**:熟练掌握 Python 语法和最佳实践
|
|
|
2. **Web 开发**:精通 Streamlit、Flask、Django 等框架
|
|
|
3. **API 集成**:有丰富的第三方 API 集成经验
|
|
|
4. **错误处理**:注重代码的健壮性和异常处理
|
|
|
|
|
|
当收到开发任务时,请:
|
|
|
1. 仔细分析技术需求
|
|
|
2. 选择合适的技术方案
|
|
|
3. 编写完整的代码实现
|
|
|
4. 添加必要的注释和说明
|
|
|
5. 考虑边界情况和异常处理
|
|
|
|
|
|
请提供完整的可运行代码,并在完成后说"请代码审查员检查"。"""
|
|
|
|
|
|
return AssistantAgent(
|
|
|
name="Engineer",
|
|
|
model_client=model_client,
|
|
|
system_message=system_message,
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
<strong>代码审查员 (CodeReviewer)</strong>
|
|
|
|
|
|
代码审查员的定义则侧重于代码的质量、安全性和规范性。它的系统消息详细列出了审查的重点和流程,确保了代码交付前的质量关卡。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def create_code_reviewer(model_client):
|
|
|
"""创建代码审查员智能体"""
|
|
|
system_message = """你是一位经验丰富的代码审查专家,专注于代码质量和最佳实践。
|
|
|
|
|
|
你的审查重点包括:
|
|
|
1. **代码质量**:检查代码的可读性、可维护性和性能
|
|
|
2. **安全性**:识别潜在的安全漏洞和风险点
|
|
|
3. **最佳实践**:确保代码遵循行业标准和最佳实践
|
|
|
4. **错误处理**:验证异常处理的完整性和合理性
|
|
|
|
|
|
审查流程:
|
|
|
1. 仔细阅读和理解代码逻辑
|
|
|
2. 检查代码规范和最佳实践
|
|
|
3. 识别潜在问题和改进点
|
|
|
4. 提供具体的修改建议
|
|
|
5. 评估代码的整体质量
|
|
|
|
|
|
请提供具体的审查意见,完成后说"代码审查完成,请用户代理测试"。"""
|
|
|
|
|
|
return AssistantAgent(
|
|
|
name="CodeReviewer",
|
|
|
model_client=model_client,
|
|
|
system_message=system_message,
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
<strong>用户代理 (UserProxy)</strong>
|
|
|
|
|
|
`UserProxyAgent` 是一个特殊的智能体,它不依赖 LLM 进行回复,而是作为用户在系统中的代理。它的 `description` 字段清晰地描述了其职责,尤其重要的是,它负责在任务最终完成后发出 `TERMINATE` 指令,以正常结束整个协作流程。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def create_user_proxy():
|
|
|
"""创建用户代理智能体"""
|
|
|
return UserProxyAgent(
|
|
|
name="UserProxy",
|
|
|
description="""用户代理,负责以下职责:
|
|
|
1. 代表用户提出开发需求
|
|
|
2. 执行最终的代码实现
|
|
|
3. 验证功能是否符合预期
|
|
|
4. 提供用户反馈和建议
|
|
|
|
|
|
完成测试后请回复 TERMINATE。""",
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
通过这四个独立的定义函数,我们不仅构建了一支功能完备的“虚拟团队”,也展示了通过系统消息进行“提示工程” ,是设计高效多智能体应用的核心环节。
|
|
|
|
|
|
(3)定义团队协作流程
|
|
|
|
|
|
在本案例中,软件开发的流程是相对固定的(需求->编码->审查->测试),因此 `RoundRobinGroupChat` (轮询群聊) 是理想的选择。我们按照业务逻辑顺序,将四个智能体加入到参与者列表中。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from autogen_agentchat.teams import RoundRobinGroupChat
|
|
|
from autogen_agentchat.conditions import TextMentionTermination
|
|
|
|
|
|
# 定义团队聊天和协作规则
|
|
|
team_chat = RoundRobinGroupChat(
|
|
|
participants=[
|
|
|
product_manager,
|
|
|
engineer,
|
|
|
code_reviewer,
|
|
|
user_proxy
|
|
|
],
|
|
|
termination_condition=TextMentionTermination("TERMINATE"),
|
|
|
max_turns=20,
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
- <strong>参与者顺序:</strong> `participants` 列表的顺序决定了智能体发言的先后次序。
|
|
|
- <strong>终止条件:</strong> `termination_condition` 是控制协作流程何时结束的关键。这里我们设定,当任何消息中包含关键词 "TERMINATE" 时,对话便结束。在我们的设计中,这个指令由 `UserProxy` 在完成最终测试后发出。
|
|
|
- <strong>最大轮次:</strong> `max_turns` 是一个安全阀,用于防止对话陷入无限循环,避免不必要的资源消耗。
|
|
|
|
|
|
(4)启动与运行
|
|
|
|
|
|
由于 AutoGen `0.7.4` 采用异步架构,整个协作流程的启动和运行都在一个异步函数中完成,并最终通过 `asyncio.run()` 来执行。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
async def run_software_development_team():
|
|
|
# ... 初始化客户端和智能体 ...
|
|
|
|
|
|
# 定义任务描述
|
|
|
task = """我们需要开发一个比特币价格显示应用,具体要求如下:
|
|
|
核心功能:
|
|
|
- 实时显示比特币当前价格(USD)
|
|
|
- 显示24小时价格变化趋势(涨跌幅和涨跌额)
|
|
|
- 提供价格刷新功能
|
|
|
|
|
|
技术要求:
|
|
|
- 使用 Streamlit 框架创建 Web 应用
|
|
|
- 界面简洁美观,用户友好
|
|
|
- 添加适当的错误处理和加载状态
|
|
|
|
|
|
请团队协作完成这个任务,从需求分析到最终实现。"""
|
|
|
|
|
|
# 异步执行团队协作,并流式输出对话过程
|
|
|
result = await Console(team_chat.run_stream(task=task))
|
|
|
return result
|
|
|
|
|
|
# 主程序入口
|
|
|
if __name__ == "__main__":
|
|
|
result = asyncio.run(run_software_development_team())
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
当程序运行时,`task` 作为初始消息被传入 `team_chat`,产品经理作为第一个参与者接收到该消息,随后整个自动化协作流程便开始了。
|
|
|
|
|
|
(5)预期协作效果
|
|
|
|
|
|
当我们运行这个软件开发团队时,可以观察到一个完整的协作流程:
|
|
|
|
|
|
```bash
|
|
|
🔧 正在初始化模型客户端...
|
|
|
👥 正在创建智能体团队...
|
|
|
🚀 启动 AutoGen 软件开发团队协作...
|
|
|
============================================================
|
|
|
---------- TextMessage (user) ----------
|
|
|
我们需要开发一个比特币价格显示应用,具体要求如下:
|
|
|
...
|
|
|
请团队协作完成这个任务,从需求分析到最终实现。
|
|
|
---------- TextMessage (ProductManager) ----------
|
|
|
### 1. 需求理解与分析
|
|
|
...
|
|
|
请工程师开始实现。
|
|
|
---------- TextMessage (Engineer) ----------
|
|
|
### 技术方案实施
|
|
|
...
|
|
|
请代码审查员检查。
|
|
|
---------- TextMessage (CodeReviewer) ----------
|
|
|
### 代码审查
|
|
|
...
|
|
|
代码审查完成,请用户代理测试。
|
|
|
---------- TextMessage (UserProxy) ----------
|
|
|
已经完成需求
|
|
|
---------- TextMessage (ProductManager) ----------
|
|
|
太好了,感谢您的反馈!如果在使用过程中有任何问题,或者有其他功能需求和改进建议,请随时告知我们。我们会持续提供支持和改进。期待您对我们的应用
|
|
|
有愉快的使用体验!
|
|
|
---------- TextMessage (Engineer) ----------
|
|
|
很高兴听到项目顺利完成。如果您或用户有任何问题或者需要帮助,请随时联系我们。感谢您对我们工作的支持,让我们一起确保应用稳定运行并不断优化用户
|
|
|
体验!
|
|
|
---------- TextMessage (CodeReviewer) ----------
|
|
|
非常感谢大家的努力与协作,使得项目能够顺利完成。未来若有更多技术支持的需求或者需要改进的地方,我们愿意为项目的持续优化贡
|
|
|
献力量。期待用户能够享受到流畅的体验,同时也欢迎提出更多的反馈与建议。再次感谢团队的合作!
|
|
|
---------- TextMessage (UserProxy) ----------
|
|
|
Enter your response: TERMINATE
|
|
|
============================================================
|
|
|
✅ 团队协作完成!
|
|
|
|
|
|
📋 协作结果摘要:
|
|
|
- 参与智能体数量:4个
|
|
|
- 任务完成状态:成功
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
整个协作过程展现了 AutoGen 框架的优势:<strong>自然的对话驱动协作</strong>、<strong>角色专业化分工</strong>、<strong>流程自动化管理</strong>和<strong>完整的开发闭环</strong>。
|
|
|
|
|
|
### 6.2.4 AutoGen 的优势与局限性分析
|
|
|
|
|
|
任何技术框架都有其特定的适用场景和设计权衡。在本节中,我们将客观地分析 AutoGen 的核心优势及其在实际应用中可能面临的局限性与挑战。
|
|
|
|
|
|
(1)优势
|
|
|
|
|
|
- 如案例所示,我们无需为智能体团队设计复杂的状态机或控制流逻辑,而是将一个完整的软件开发流程,自然地映射为产品经理、工程师和审查员之间的对话。这种方式更贴近人类团队的协作模式,显著降低了为复杂任务建模的门槛。开发者可以将更多精力聚焦于定义“谁(角色)”以及“做什么(职责)”,而非“如何做(流程控制)”。
|
|
|
- 框架允许通过系统消息(System Message)为每个智能体赋予高度专业化的角色。在案例中,`ProductManager` 专注于需求,而 `CodeReviewer` 则专注于质量。一个精心设计的智能体可以在不同项目中被复用,易于维护和扩展。
|
|
|
- 对于流程化任务,`RoundRobinGroupChat` 这样机制提供了清晰、可预测的协作流程。同时,`UserProxyAgent` 的设计为“人类在环”(Human-in-the-loop)提供了天然的接口。它既可以作为任务的发起者,也可以是流程的监督者和最终的验收者。这种设计确保了自动化系统始终处于人类的监督之下。
|
|
|
|
|
|
(2)局限性
|
|
|
|
|
|
- 虽然 `RoundRobinGroupChat` 提供了顺序化的流程,但基于 LLM 的对话本质上具有不确定性。智能体可能会产生偏离预期的回复,导致对话走向意外的分支,甚至陷入循环。
|
|
|
- 当智能体团队的工作结果未达预期时,调试过程可能非常棘手。与传统程序不同,我们得到的不是清晰的错误堆栈,而是一长串的对话历史。这被称为“对话式调试”的难题。
|
|
|
|
|
|
(3)非 OpenAI 模型的配置补充
|
|
|
|
|
|
如果你想使用非 OpenAI 系列的模型(如 DeepSeek、通义千问等),在 0.7.4 版本中需要在 `OpenAIChatCompletionClient` 的参数中传入模型信息字典。以 DeepSeek 为例:
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from autogen_ext.models.openai import OpenAIChatCompletionClient
|
|
|
|
|
|
model_client = OpenAIChatCompletionClient(
|
|
|
model="deepseek-chat",
|
|
|
api_key=os.getenv("DEEPSEEK_API_KEY"),
|
|
|
base_url="https://api.deepseek.com/v1",
|
|
|
model_info={
|
|
|
"function_calling": True,
|
|
|
"max_tokens": 4096,
|
|
|
"context_length": 32768,
|
|
|
"vision": False,
|
|
|
"json_output": True,
|
|
|
"family": "deepseek",
|
|
|
"structured_output": True,
|
|
|
}
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
这个 `model_info` 字典帮助 AutoGen 了解模型的能力边界,从而更好地适配不同的模型服务。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 6.3 框架二:AgentScope
|
|
|
|
|
|
如果说 AutoGen 的设计哲学是"以对话驱动协作",那么 AgentScope 则代表了另一种技术路径:<strong>工程化优先的多智能体平台</strong>。AgentScope 由阿里巴巴达摩院开发,专门为构建大规模、高可靠性的多智能体应用而设计。它不仅提供了直观易用的编程接口,更重要的是内置了分布式部署、容错恢复、可观测性等企业级特性,使其特别适合构建需要长期稳定运行的生产环境应用。
|
|
|
|
|
|
### 6.3.1 AgentScope 的设计
|
|
|
|
|
|
与 AutoGen 相比,AgentScope 的核心差异在于其<strong>消息驱动的架构设计</strong>和<strong>工业级的工程实践</strong>。如果说 AutoGen 更像是一个灵活的"对话工作室",那么 AgentScope 就是一个完整的"智能体操作系统",为开发者提供了从开发、测试到部署的全生命周期支持。与许多框架采用的继承式设计不同,AgentScope 选择了<strong>组合式架构</strong>和<strong>消息驱动模式</strong>。这种设计不仅增强了系统的模块化程度,也为其出色的并发性能和分布式能力奠定了基础。
|
|
|
|
|
|
(1)分层架构体系
|
|
|
|
|
|
如图6.2所示,AgentScope 采用了清晰的分层模块化设计,从底层的基础组件到上层的应用编排,形成了一个完整的智能体开发生态。
|
|
|
|
|
|
<div align="center">
|
|
|
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/Hello-Agents/main/docs/images/6-figures/03.png" alt="" width="90%"/>
|
|
|
<p>图 6.2 AgentScope架构图</p>
|
|
|
</div>
|
|
|
|
|
|
在这个架构中,最底层是<strong>基础组件层 (Foundational Components)</strong>,它为整个框架提供了核心的构建块。`Message` 组件定义了统一的消息格式,支持从简单的文本交互到复杂的多模态内容;`Memory` 组件提供了短期和长期记忆管理;`Model API` 层抽象了对不同大语言模型的调用;而 `Tool` 组件则封装了智能体与外部世界交互的能力。
|
|
|
|
|
|
在基础组件之上,<strong>智能体基础设施层 (Agent-level Infrastructure)</strong> 提供了更高级的抽象。这一层不仅包含了各种预构建的智能体(如浏览器使用智能体、深度研究智能体),还实现了经典的 ReAct 范式,支持智能体钩子、并行工具调用、状态管理等高级特性。特别值得注意的是,这一层原生支持<strong>异步执行与实时控制</strong>,这是 AgentScope 相比其他框架的一个重要优势。
|
|
|
|
|
|
<strong>多智能体协作层 (Multi-Agent Cooperation)</strong> 是 AgentScope 的核心创新所在。`MsgHub` 作为消息中心,负责智能体间的消息路由和状态管理;而 `Pipeline` 系统则提供了灵活的工作流编排能力,支持顺序、并发等多种执行模式。这种设计使得开发者可以轻松构建复杂的多智能体协作场景。
|
|
|
|
|
|
最上层的<strong>开发与部署层 (Deployment & Devvelopment)</strong>则体现了 AgentScope 对工程化的重视。`AgentScope Runtime` 提供了生产级的运行时环境,而 `AgentScope Studio` 则为开发者提供了完整的可视化开发工具链。
|
|
|
|
|
|
(2)消息驱动
|
|
|
|
|
|
AgentScope 的核心创新在于其<strong>消息驱动架构</strong>。在这个架构中,所有的智能体交互都被抽象为<strong>消息</strong>的发送和接收,而不是传统的函数调用。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from agentscope.message import Msg
|
|
|
|
|
|
# 消息的标准结构
|
|
|
message = Msg(
|
|
|
name="Alice", # 发送者名称
|
|
|
content="Hello, Bob!", # 消息内容
|
|
|
role="user", # 角色类型
|
|
|
metadata={ # 元数据信息
|
|
|
"timestamp": "2024-01-15T10:30:00Z",
|
|
|
"message_type": "text",
|
|
|
"priority": "normal"
|
|
|
}
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
将消息作为交互的基础单元,带来了几个关键优势:
|
|
|
|
|
|
- <strong>异步解耦</strong>: 消息的发送方和接收方在时间上解耦,无需相互等待,天然支持高并发场景。
|
|
|
- <strong>位置透明</strong>: 智能体无需关心另一个智能体是在本地进程还是在远程服务器上,消息系统会自动处理路由。
|
|
|
- <strong>可观测性</strong>: 每一条消息都可以被记录、追踪和分析,极大地简化了复杂系统的调试与监控。
|
|
|
- <strong>可靠性</strong>: 消息可以被持久化存储和重试,即使系统出现故障,也能保证交互的最终一致性,提升了系统的容错能力。
|
|
|
|
|
|
(3)智能体生命周期管理
|
|
|
|
|
|
在 AgentScope 中,每个智能体都有明确的生命周期(初始化、运行、暂停、销毁等),并基于一个统一的基类 `AgentBase` 来实现。开发者通常只需要关注其核心的 `reply` 方法。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from agentscope.agents import AgentBase
|
|
|
|
|
|
class CustomAgent(AgentBase):
|
|
|
def __init__(self, name: str, **kwargs):
|
|
|
super().__init__(name=name, **kwargs)
|
|
|
# 智能体初始化逻辑
|
|
|
|
|
|
def reply(self, x: Msg) -> Msg:
|
|
|
# 智能体的核心响应逻辑
|
|
|
response = self.model(x.content)
|
|
|
return Msg(name=self.name, content=response, role="assistant")
|
|
|
|
|
|
def observe(self, x: Msg) -> None:
|
|
|
# 智能体的观察逻辑(可选)
|
|
|
self.memory.add(x)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
这种设计模式分离了智能体的内部逻辑与外部通信,开发者只需在 `reply` 方法中定义智能体“思考和回应”的方式即可。
|
|
|
|
|
|
(4)消息传递机制
|
|
|
|
|
|
AgentScope 内置了一个<strong>消息中心 (MsgHub)</strong>,它是整个消息驱动架构的中枢。MsgHub 不仅负责消息的路由和分发,还集成了持久化和分布式通信等高级功能,它有以下这些特点。
|
|
|
|
|
|
- <strong>灵活的消息路由</strong>: 支持点对点、广播、组播等多种通信模式,可以构建灵活复杂的交互网络。
|
|
|
- <strong>消息持久化</strong>: 能够将所有消息自动保存到数据库(如 SQLite, MongoDB),确保了长期运行任务的状态可以被恢复。
|
|
|
- <strong>原生分布式支持</strong>: 这是 AgentScope 的标志性特性。智能体可以被部署在不同的进程或服务器上,`MsgHub` 会通过 RPC(远程过程调用)自动处理跨节点的通信,对开发者完全透明。
|
|
|
|
|
|
这些由底层架构提供的工程化能力,使得 AgentScope 在处理需要高并发、高可靠性的复杂应用场景时,比传统的对话驱动框架更具优势。当然,这也要求开发者理解并适应消息驱动的异步编程范式。
|
|
|
|
|
|
在下一节中,我们将通过一个具体的实战案例,三国狼人杀游戏,来深入体验 AgentScope 框架的能力,特别是其在处理并发交互方面的优势。
|
|
|
|
|
|
### 6.3.2 三国狼人杀游戏
|
|
|
|
|
|
为了深入理解 AgentScope 的消息驱动架构和多智能体协作能力,我们将构建一个融合了中国古典文化元素的"三国狼人杀"游戏。这个案例不仅展示了 AgentScope 在处理复杂多智能体交互方面的优势,更重要的是,它演示了如何在一个需要<strong>实时协作</strong>、<strong>角色扮演</strong>和<strong>策略博弈</strong>的场景中,充分发挥消息驱动架构的威力。与传统狼人杀不同,我们的"三国狼人杀"将刘备、关羽、诸葛亮等经典角色引入游戏,每个智能体不仅要完成狼人杀的基本任务(如狼人击杀、预言家查验、村民推理),还要体现出对应三国人物的性格特点和行为模式。这种设计让我们能够观察到 AgentScope 在处理<strong>多层次角色建模</strong>方面的表现。
|
|
|
|
|
|
(1)架构设计与核心组件
|
|
|
|
|
|
本案例的系统设计遵循了分层解耦的原则,将游戏逻辑划分为三个独立的层次,每个层次都映射了 AgentScope 的一个或多个核心组件:
|
|
|
|
|
|
- <strong>游戏控制层 (Game Control Layer)</strong>:由一个 `ThreeKingdomsWerewolfGame` 类作为游戏的主控制器,负责维护全局状态(如玩家存活列表、当前游戏阶段)、推进游戏流程(调用夜晚阶段、白天阶段)以及裁定胜负。
|
|
|
- <strong>智能体交互层 (Agent Interaction Layer)</strong>:完全由 `MsgHub` 驱动。所有智能体间的通信,无论是狼人间的秘密协商,还是白天的公开辩论,都通过消息中心进行路由和分发。
|
|
|
- <strong>角色建模层 (Role Modeling Layer)</strong>:每个玩家都是一个基于 `DialogAgent` 的实例。我们通过精心设计的系统提示词,为每个智能体注入了“游戏角色”和“三国人格”的双重身份。
|
|
|
|
|
|
(2)消息驱动的游戏流程
|
|
|
|
|
|
本案例最核心的设计是以<strong>消息驱动</strong>代替<strong>状态机</strong>来管理游戏流程。在传统实现中,游戏阶段的转换通常由一个中心化的状态机(State Machine)控制。而在 AgentScope 的范式下,游戏流程被自然地建模为一系列定义好的消息交互模式。
|
|
|
|
|
|
例如,狼人阶段的实现,并非一个简单的函数调用,而是通过 `MsgHub` 动态创建一个临时的、仅包含狼人玩家的私密通信频道:
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
async def werewolf_phase(self, round_num: int):
|
|
|
"""狼人阶段 - 展示消息驱动的协作模式"""
|
|
|
if not self.werewolves:
|
|
|
return None
|
|
|
|
|
|
# 通过消息中心建立狼人专属通信频道
|
|
|
async with MsgHub(
|
|
|
self.werewolves,
|
|
|
enable_auto_broadcast=True,
|
|
|
announcement=await self.moderator.announce(
|
|
|
f"狼人们,请讨论今晚的击杀目标。存活玩家:{format_player_list(self.alive_players)}"
|
|
|
),
|
|
|
) as werewolves_hub:
|
|
|
# 讨论阶段:狼人通过消息交换策略
|
|
|
for _ in range(MAX_DISCUSSION_ROUND):
|
|
|
for wolf in self.werewolves:
|
|
|
await wolf(structured_model=DiscussionModelCN)
|
|
|
|
|
|
# 投票阶段:收集并统计狼人的击杀决策
|
|
|
werewolves_hub.set_auto_broadcast(False)
|
|
|
kill_votes = await fanout_pipeline(
|
|
|
self.werewolves,
|
|
|
msg=await self.moderator.announce("请选择击杀目标"),
|
|
|
structured_model=WerewolfKillModelCN,
|
|
|
enable_gather=False,
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
这种设计的优势在于,游戏逻辑被清晰地表达为“在特定上下文中,以何种模式进行消息交换”,而不是一连串僵硬的状态转换。白天讨论(全员广播)、预言家查验(点对点请求)等阶段也都遵循同样的设计范式。
|
|
|
|
|
|
(3)用结构化输出约束游戏规则
|
|
|
|
|
|
狼人杀游戏的一个关键挑战是如何确保智能体的行为符合游戏规则。AgentScope 的<strong>结构化输出机制</strong>为这个问题提供了解决方案。我们为不同的游戏行为定义了严格的数据模型:
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
class DiscussionModelCN(BaseModel):
|
|
|
"""讨论阶段的输出格式"""
|
|
|
reach_agreement: bool = Field(
|
|
|
description="是否已达成一致意见",
|
|
|
default=False
|
|
|
)
|
|
|
confidence_level: int = Field(
|
|
|
description="对当前推理的信心程度(1-10)",
|
|
|
ge=1, le=10,
|
|
|
default=5
|
|
|
)
|
|
|
key_evidence: Optional[str] = Field(
|
|
|
description="支持你观点的关键证据",
|
|
|
default=None
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
class WitchActionModelCN(BaseModel):
|
|
|
"""女巫行动的输出格式"""
|
|
|
use_antidote: bool = Field(description="是否使用解药")
|
|
|
use_poison: bool = Field(description="是否使用毒药")
|
|
|
target_name: Optional[str] = Field(description="毒药目标玩家姓名")
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
通过这种方式,我们不仅确保了智能体输出的<strong>格式一致性</strong>,更重要的是实现了<strong>游戏规则的自动化约束</strong>。例如,女巫智能体无法同时对同一目标使用解药和毒药,预言家每晚只能查验一名玩家,这些约束都通过数据模型的字段定义和验证逻辑自动执行。
|
|
|
|
|
|
(4)角色建模的双重挑战
|
|
|
|
|
|
在这个案例中,最有趣的技术挑战是如何让智能体同时扮演好两个层面的角色:<strong>游戏功能角色</strong>(狼人、预言家等)和<strong>文化人格角色</strong>(刘备、曹操等)。我们通过提示词工程来解决这个问题:
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def get_role_prompt(role: str, character: str) -> str:
|
|
|
"""获取角色提示词 - 融合游戏规则与人物性格"""
|
|
|
base_prompt = f"""你是{character},在这场三国狼人杀游戏中扮演{role}。
|
|
|
|
|
|
重要规则:
|
|
|
1. 你只能通过对话和推理参与游戏
|
|
|
2. 不要尝试调用任何外部工具或函数
|
|
|
3. 严格按照要求的JSON格式回复
|
|
|
|
|
|
角色特点:
|
|
|
"""
|
|
|
|
|
|
if role == "狼人":
|
|
|
return base_prompt + f"""
|
|
|
- 你是狼人阵营,目标是消灭所有好人
|
|
|
- 夜晚可以与其他狼人协商击杀目标
|
|
|
- 白天要隐藏身份,误导好人
|
|
|
- 以{character}的性格说话和行动
|
|
|
"""
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
这种设计让我们观察到了一个有趣的现象:不同的三国人物在扮演相同游戏角色时,会表现出截然不同的策略和话语风格。例如,扮演狼人的"曹操"可能会表现得更加狡猾和善于伪装,而扮演狼人的"张飞"则可能显得更加直接和冲动。
|
|
|
|
|
|
(5)并发处理与容错机制
|
|
|
|
|
|
AgentScope 的异步架构在这个多智能体游戏中发挥了重要作用。游戏中经常出现需要<strong>同时收集多个智能体决策</strong>的场景,比如投票阶段:
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
# 并行收集所有玩家的投票决策
|
|
|
vote_msgs = await fanout_pipeline(
|
|
|
self.alive_players,
|
|
|
await self.moderator.announce("请投票选择要淘汰的玩家"),
|
|
|
structured_model=get_vote_model_cn(self.alive_players),
|
|
|
enable_gather=False,
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
`fanout_pipeline` 允许我们并行地向所有智能体发送相同的消息,并异步收集它们的响应。这不仅提高了游戏的执行效率,更重要的是模拟了真实狼人杀游戏中"同时投票"的场景。同时,我们在关键环节加入了容错处理:
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
try:
|
|
|
response = await wolf(
|
|
|
"请分析当前局势并表达你的观点。",
|
|
|
structured_model=DiscussionModelCN
|
|
|
)
|
|
|
except Exception as e:
|
|
|
print(f"⚠️ {wolf.name} 讨论时出错: {e}")
|
|
|
# 创建默认响应,确保游戏继续进行
|
|
|
default_response = DiscussionModelCN(
|
|
|
reach_agreement=False,
|
|
|
confidence_level=5,
|
|
|
key_evidence="暂时无法分析"
|
|
|
)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
这种设计确保了即使某个智能体出现异常,整个游戏流程也能继续进行。
|
|
|
|
|
|
(6)案例输出与总结
|
|
|
|
|
|
为了更直观地感受 AgentScope 的运行机制,以下是一段截取自游戏夜晚阶段的真实运行日志,展示了扮演“孙权”和“周瑜”的两个狼人智能体进行秘密协商并执行击杀的过程。
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
🎮 欢迎来到三国狼人杀!
|
|
|
|
|
|
=== 游戏初始化 ===
|
|
|
游戏主持人: 📢 【孙权】你在这场三国狼人杀中扮演狼人,你的角色是孙权。夜晚可以击杀一名玩家
|
|
|
游戏主持人: 📢 【周瑜】你在这场三国狼人杀中扮演狼人,你的角色是周瑜。夜晚可以击杀一名玩家
|
|
|
...
|
|
|
|
|
|
游戏主持人: 📢 三国狼人杀游戏开始!参与者:孙权、周瑜、曹操、张飞、司马懿、赵云
|
|
|
✅ 游戏设置完成,共6名玩家
|
|
|
|
|
|
=== 第1轮游戏 ===
|
|
|
🌙 第1夜降临,天黑请闭眼...
|
|
|
|
|
|
【狼人阶段】
|
|
|
游戏主持人: 📢 🐺 狼人请睁眼,选择今晚要击杀的目标...
|
|
|
游戏主持人: 📢 狼人们,请讨论今晚的击杀目标。存活玩家:孙权、周瑜、曹操、张飞、司马懿、赵云
|
|
|
|
|
|
孙权: 今晚我们应该除掉周瑜,此人智谋过人,对我们威胁很大。
|
|
|
周瑜: 孙权,你言之有理。但周瑜虽智,却未必是今晚的最大威胁。曹操势力庞大,若不尽早除去,恐对我们不利。
|
|
|
孙权: 曹操的确是个威胁,但周瑜若活着,他能够识破我们的计谋。不如先解决眼前的隐患。
|
|
|
周瑜: 孙权,你的顾虑不无道理。但曹操若与我们为敌,他可以联合其他势力对我们构成更大的威胁。
|
|
|
孙权: 你说的也有道理,曹操的联合确实麻烦。那我们就先对付曹操吧。
|
|
|
周瑜: 很好,孙权。曹操才是我们今晚首要的目标。
|
|
|
|
|
|
游戏主持人: 📢 请选择击杀目标
|
|
|
孙权: 我同意,曹操必须被除掉。
|
|
|
周瑜: 我同意,曹操是我们今晚要解决的目标。
|
|
|
|
|
|
【预言家阶段】
|
|
|
游戏主持人: 📢 🔮 预言家请睁眼,选择要查验的玩家...
|
|
|
曹操: 我要查验孙权。
|
|
|
游戏主持人: 📢 查验结果:孙权是狼人
|
|
|
|
|
|
【女巫阶段】
|
|
|
游戏主持人: 📢 🧙♀️ 女巫请睁眼...
|
|
|
游戏主持人: 📢 今晚曹操被狼人击杀
|
|
|
张飞: 我昨晚使用了解药救了曹操,现在解药已经用掉了。
|
|
|
游戏主持人: 📢 你使用解药救了曹操
|
|
|
|
|
|
游戏主持人: 📢 昨夜平安无事,无人死亡。
|
|
|
|
|
|
【白天讨论阶段】
|
|
|
游戏主持人: 📢 ☀️ 第1天天亮了,请大家睁眼...
|
|
|
游戏主持人: 📢 现在开始自由讨论。存活玩家:孙权、周瑜、曹操、张飞、司马懿、赵云
|
|
|
|
|
|
孙权: 诸位,曹操势力庞大,对我们都是潜在的威胁。今晚我建议我们集中力量对付他。
|
|
|
周瑜: 孙权所言极是,曹操不仅自身强大,还可能与其他玩家结盟,对我们构成更大的威胁。
|
|
|
曹操: 我昨晚查验了孙权,本以为他是好人,但游戏主持人给出的结果却是狼人。这说明有狼人在说谎。
|
|
|
张飞: 我昨晚确实救了曹操,说明他是被狼人袭击的。但曹操查验孙权的结果令人怀疑。
|
|
|
司马懿: 曹操的查验结果和张飞的救人行动似乎存在矛盾,我们需要更多的信息来判断谁是狼人。
|
|
|
赵云: 情况确实复杂,我们需要仔细分析各方的发言。
|
|
|
|
|
|
【投票阶段】
|
|
|
游戏主持人: 📢 请投票选择要淘汰的玩家
|
|
|
|
|
|
孙权: 曹操的威胁依然很大,我坚持认为应该投票给他。
|
|
|
周瑜: 基于昨晚的情况,我认为我们应该先投票给曹操,他的威胁最大。
|
|
|
曹操: 我选择投票给孙权。根据游戏主持人的反馈,孙权确实是狼人。
|
|
|
张飞: 我坚持昨晚救了曹操的事实,但孙权被查出是狼人这一点让我感到困惑。
|
|
|
司马懿: 我们需要更多的信息来判断谁是狼人。
|
|
|
|
|
|
[游戏继续...]
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
### 6.3.3 AgentScope 的优势与局限性分析
|
|
|
|
|
|
通过这个"三国狼人杀"案例,我们深度体验了 AgentScope 框架的核心优势。该框架以其消息驱动的架构为核心,将复杂的游戏流程优雅地映射为一系列并发、异步的消息传递事件,从而避免了传统状态机的僵硬与复杂。结合其强大的结构化输出能力,我们将游戏规则直接转化为代码层面的约束,极大地提升了系统的稳定性和可预测性。这种设计范式不仅在性能上展现了其原生并发的优势,更在容错处理上保证了即使单个智能体出现异常,整体流程也能稳健运行。
|
|
|
|
|
|
然而,AgentScope 的工程化优势也带来了一定的复杂性成本。其消息驱动架构虽然强大,但对开发者的技术要求较高,需要理解异步编程、分布式通信等概念。对于简单的多智能体对话场景,这种架构可能显得过于复杂,存在"过度工程化"的风险。此外,作为相对较新的框架,其生态系统和社区资源还有待进一步完善。因此,AgentScope 更适合需要构建大规模、高可靠性的生产级多智能体系统,而对于快速原型开发或简单应用场景,选择更轻量级的框架可能更为合适。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 6.4 框架三:CAMEL
|
|
|
|
|
|
与 AutoGen 和 AgentScope 这样功能全面的框架不同,CAMEL最初的核心目标是探索如何在最少的人类干预下,让两个智能体通过“角色扮演”自主协作解决复杂任务。
|
|
|
|
|
|
### 6.4.1 CAMEL 的自主协作
|
|
|
|
|
|
CAMEL 实现自主协作的基石是两大核心概念:<strong>角色扮演 (Role-Playing)</strong> 和 <strong>引导性提示 (Inception Prompting)</strong>。
|
|
|
|
|
|
(1)角色扮演
|
|
|
|
|
|
在 CAMEL 最初的设计中,一个任务通常由两个智能体协作完成。这两个智能体被赋予了互补的、明确定义的“角色”。一个扮演<strong>“AI 用户” (AI User)</strong>,负责提出需求、下达指令和构思任务步骤;另一个则扮演<strong>“AI 助理” (AI Assistant)</strong>,负责根据指令执行具体操作和提供解决方案。
|
|
|
|
|
|
例如,在一个“开发股票交易策略分析工具”的任务中:
|
|
|
|
|
|
- <strong>AI 用户</strong> 的角色可能是一位“资深股票交易员”。它懂市场、懂策略,但不懂编程。
|
|
|
- <strong>AI 助理</strong> 的角色则是一位“优秀的 Python 程序员”。它精通编程,但对股票交易一无所知。
|
|
|
|
|
|
通过这种设定,任务的解决过程就被自然地转化为一场两位“跨领域专家”之间的对话。交易员提出专业需求,程序员将其转化为代码实现,两者协作完成任何一方都无法独立完成的复杂任务。
|
|
|
|
|
|
(2)引导性提示
|
|
|
|
|
|
仅仅设定角色还不够,如何确保两个 AI 在没有人类持续监督的情况下,能始终“待在自己的角色里”,并且高效地朝着共同目标前进呢?这就是 CAMEL 最核心的技术,引导性提示发挥作用的地方。“引导性提示”是在对话开始前,分别注入给两个智能体的一段精心设计的、结构化的初始指令(System Prompt)。这段指令就像是为智能体植入的“行动纲领”,它通常包含以下几个关键部分:
|
|
|
|
|
|
- <strong>明确自身角色</strong>:例如,“你是一位资深的股票交易员...”
|
|
|
- <strong>告知协作者角色</strong>:例如,“你正在与一位优秀的 Python 程序员合作...”
|
|
|
- <strong>定义共同目标</strong>:例如,“你们的共同目标是开发一个股票交易策略分析工具。”
|
|
|
- <strong>设定行为约束和沟通协议</strong>:这是最关键的一环。例如,指令会要求 AI 用户“一次只提出一个清晰、具体的步骤”,并要求 AI 助理“在完成上一步之前不要追问更多细节”,同时规定双方需在回复的末尾使用特定标志(如 `<SOLUTION>`)来标识任务的完成。
|
|
|
|
|
|
这些约束条件确保了对话不会偏离主题、不会陷入无效循环,而是以一种高度结构化、任务驱动的方式向前推进,如图6.3所示。
|
|
|
|
|
|
<div align="center">
|
|
|
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/Hello-Agents/main/docs/images/6-figures/04.png" alt="" width="90%"/>
|
|
|
<p>图 6.3 CAMEL创建股票机器人交易</p>
|
|
|
</div>
|
|
|
|
|
|
在下一节,我们将通过一个具体的实例来体验这一过程。
|
|
|
|
|
|
### 6.4.2 AI科普电子书
|
|
|
|
|
|
为了理解 CAMEL 框架的角色扮演能力,我们将构建一个具有实际价值的协作案例:让一位 AI 心理学家与一位 AI 作者合作,共同创作一本关于"拖延症心理学"的短篇电子书。这个案例体现了 CAMEL 的核心优势,让两个智能体在各自专业领域发挥所长,协作完成单个智能体难以胜任的复杂创作任务。
|
|
|
|
|
|
(1)任务设定
|
|
|
|
|
|
<strong>场景设定</strong>:创作一本面向普通读者的拖延症心理学科普电子书,要求既有科学严谨性,又具备良好的可读性。
|
|
|
|
|
|
<strong>智能体角色</strong>:
|
|
|
|
|
|
- <strong>心理学家(Psychologist)</strong>:具备深厚的心理学理论基础,熟悉认知行为科学、神经科学等相关领域,能够提供专业的学术见解和实证研究支持
|
|
|
- <strong>作家(Writer)</strong>:拥有优秀的写作技巧和叙述能力,善于将复杂的学术概念转化为生动易懂的文字,注重读者体验和内容的可读性
|
|
|
|
|
|
(2)定义协作任务
|
|
|
|
|
|
首先,我们需要明确两位 AI 专家的共同目标。我们通过一个内容详实的字符串 `task_prompt` 来定义这个任务。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from colorama import Fore
|
|
|
from camel.societies import RolePlaying
|
|
|
from camel.utils import print_text_animated
|
|
|
|
|
|
# 定义协作任务
|
|
|
task_prompt = """
|
|
|
创作一本关于"拖延症心理学"的短篇电子书,目标读者是对心理学感兴趣的普通大众。
|
|
|
要求:
|
|
|
1. 内容科学严谨,基于实证研究
|
|
|
2. 语言通俗易懂,避免过多专业术语
|
|
|
3. 包含实用的改善建议和案例分析
|
|
|
4. 篇幅控制在8000-10000字
|
|
|
5. 结构清晰,包含引言、核心章节和总结
|
|
|
"""
|
|
|
|
|
|
print(Fore.YELLOW + f"协作任务:\n{task_prompt}\n")
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
`task_prompt` 是整个协作的“任务说明书”。它不仅是我们要完成的目标,也将在幕后被 CAMEL 用来生成“引导性提示”,确保两位智能体的对话始终围绕这个核心目标展开。
|
|
|
|
|
|
(3)初始化角色扮演“社会”
|
|
|
|
|
|
接下来,我们创建 `RolePlaying` 会话实例。这是 CAMEL 的核心操作,它根据我们提供的角色和任务,快速构建一个双智能体协作“社会”。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
# 初始化角色扮演会话
|
|
|
# AI 作家作为 "user",负责提出写作结构和要求
|
|
|
# AI 心理学家作为 "assistant",负责提供专业知识和内容
|
|
|
role_play_session = RolePlaying(
|
|
|
assistant_role_name="心理学家",
|
|
|
user_role_name="作家",
|
|
|
task_prompt=task_prompt,
|
|
|
with_task_specify=False, # 在本例中,我们直接使用给定的task_prompt
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
print(Fore.CYAN + f"具体任务描述:\n{role_play_session.task_prompt}\n")
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
`RolePlaying` 是 CAMEL 提供的高级 API,它封装了复杂的提示工程。我们只需传入两个角色的名称和任务即可。在 CAMEL 的设计中,`user` 角色是对话的“推动者”和“需求方”,而 `assistant` 角色是“执行者”和“方案提供方”。因此,我们将负责规划结构的“作家”分配给 `user_role_name`,将负责提供专业知识的“心理学家”分配给 `assistant_role_name`。
|
|
|
|
|
|
(4)启动并运行自动化对话
|
|
|
|
|
|
最后,我们编写一个循环来驱动整个对话过程,让两位 AI 专家开始它们的自动化协作。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
# 开始协作对话
|
|
|
chat_turn_limit, n = 30, 0
|
|
|
# 调用 init_chat() 来获得由 AI 生成的初始对话消息
|
|
|
input_msg = role_play_session.init_chat()
|
|
|
|
|
|
while n < chat_turn_limit:
|
|
|
n += 1
|
|
|
# step() 方法驱动一轮完整的对话,AI 用户和 AI 助理各发言一次
|
|
|
assistant_response, user_response = role_play_session.step(input_msg)
|
|
|
|
|
|
# 检查是否有消息返回,防止对话提前终止
|
|
|
if assistant_response.msg is None or user_response.msg is None:
|
|
|
break
|
|
|
|
|
|
print_text_animated(Fore.BLUE + f"作家 (AI User):\n\n{user_response.msg.content}\n")
|
|
|
print_text_animated(Fore.GREEN + f"心理学家 (AI Assistant):\n\n{assistant_response.msg.content}\n")
|
|
|
|
|
|
# 检查任务完成标志
|
|
|
if "<CAMEL_TASK_DONE>" in user_response.msg.content or "<CAMEL_TASK_DONE>" in assistant_response.msg.content:
|
|
|
print(Fore.MAGENTA + "✅ 电子书创作完成!")
|
|
|
break
|
|
|
|
|
|
# 将助理的回复作为下一轮对话的输入
|
|
|
input_msg = assistant_response.msg
|
|
|
|
|
|
print(Fore.YELLOW + f"总共进行了 {n} 轮协作对话")
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
这段 `while` 循环是自动化协作的核心。对话由 `init_chat()` 方法基于任务和角色自动开启,无需人工编写开场白。循环的每一步都通过调用 `step()` 来驱动一轮完整的交互(作家提需求、心理学家给内容),并将上一轮心理学家的输出作为下一轮的输入,形成环-环相扣的创作链。整个过程将持续进行,直到达到预设的对话轮次上限,或任一智能体输出任务完成标志 `<CAMEL_TASK_DONE>` 后自动终止。
|
|
|
|
|
|
(5)协作流程展示
|
|
|
|
|
|
当执行上述代码后,我们并非只是得到一长串单调的问答,而是能够观察到一个高度结构化的、如同人类专家团队般的协作流程在自动进行。整个创作过程自然地分为几个阶段:
|
|
|
|
|
|
<strong>第一阶段 (约 1-5 轮): 框架搭建与目标对齐</strong> 在对话的初期,“作家”智能体首先会扮演起主导者的角色,提出对电子书整体结构和章节安排的初步设想。随后,“心理学家”会从其专业角度对这个框架进行审视和补充,确保核心的学术模块(如理论基础、关键概念等)没有遗漏,从而在协作开始之初就对最终产出物达成共识。
|
|
|
|
|
|
<strong>第二阶段 (约 6-20 轮): 核心内容生成与知识转译</strong> 这是最高效的内容创作阶段。协作模式会变为一种稳定的“请求-响应”循环:
|
|
|
|
|
|
- <strong>心理学家</strong>:负责提供“硬核”的专业知识,如对“时间折扣理论”、“执行功能缺陷”等核心概念的科学解释,并引用相关的实验研究来支撑观点。
|
|
|
- <strong>作家</strong>:则发挥其“翻译官”的作用,将这些严谨但可能晦涩的学术概念,转化为生动、形象的比喻和贴近生活的案例。例如,它可能会将“大脑中的‘现在偏见’”这个概念,比作“一个只顾眼前糖果、不顾长远健康的任性孩子”。
|
|
|
|
|
|
<strong>第三阶段 (约 21-25 轮): 迭代优化与质量保证</strong> 当书籍的主体内容完成后,对话的重心会转移到对已有文本的打磨和完善上。此时,两位智能体的角色会发生微妙的变化:
|
|
|
|
|
|
- <strong>作家</strong>:更侧重于审视文章的整体流畅性、逻辑衔接和语言风格,从“读者体验”出发提出修改建议。
|
|
|
- <strong>心理学家</strong>:则再次扮演“事实核查员”,确保在转译和润色的过程中,核心知识的科学准确性没有丢失,并为某些观点补充更有力的实证研究支持。
|
|
|
|
|
|
<strong>第四阶段 (收尾): 总结与升华</strong> 在最后的几轮对话中,双方会协作完成实用建议的总结和全书的回顾,确保电子书有一个清晰、有力的结尾,为读者留下深刻印象并提供实际价值。
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
协作任务:
|
|
|
创作一本关于"拖延症心理学"的短篇电子书,目标读者是对心理学感兴趣的普通大众。
|
|
|
要求:
|
|
|
1. 内容科学严谨,基于实证研究
|
|
|
2. 语言通俗易懂,避免过多专业术语
|
|
|
3. 包含实用的改善建议和案例分析
|
|
|
4. 篇幅控制在8000-10000字
|
|
|
5. 结构清晰,包含引言、核心章节和总结
|
|
|
|
|
|
具体任务描述:
|
|
|
为普通大众撰写8000–10000字短篇电子书《拖延症心理学》:实证为本、通俗易懂。结构:引言、成因(认知/情绪/奖励)、动机与决策、习惯形成与干预、实
|
|
|
用策略与练习、三则案例分析、总结与资源。每章含研究引用与可操作步骤。
|
|
|
|
|
|
作家:
|
|
|
Instruction: 请为电子书的“引言”章节撰写一段400–600字的中文草稿...
|
|
|
Input: None
|
|
|
|
|
|
心理学家:
|
|
|
Solution:
|
|
|
草稿:拖延,是指明知应当完成某项任务却反复推迟或回避的行为与内在倾向。它既可以是偶发的时间管理问题...
|
|
|
|
|
|
Next request.
|
|
|
|
|
|
作家:
|
|
|
Instruction: 请把下面的引言草稿修订为一段450–550字的中文文本...
|
|
|
Input: 草稿:拖延,是指明知应当完成某项任务却反复推迟或回避的行为...
|
|
|
.....
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
### 6.4.3 CAMEL 的优势与局限性分析
|
|
|
|
|
|
通过前面的电子书创作案例,我们深度体验了 CAMEL 框架独特的角色扮演范式。现在让我们客观地分析这种设计理念的优势与局限性,以便在实际项目中做出明智的技术选型。
|
|
|
|
|
|
(1)优势
|
|
|
|
|
|
CAMEL 最大的优势在于其"轻架构、重提示"的设计哲学。相比 AutoGen 的复杂对话管理和 AgentScope 的分布式架构,CAMEL 通过精心设计的初始提示就能实现高质量的智能体协作。这种自然涌现的协作行为,往往比硬编码的工作流更加灵活和高效。
|
|
|
|
|
|
值得注意的是,CAMEL 框架正在经历快速的发展和演进。从其 [GitHub 仓库](https://github.com/camel-ai/camel) 可以看到,CAMEL 已经远不止是一个简单的双智能体协作框架,目前已经具备:
|
|
|
|
|
|
- <strong>多模态能力</strong>:支持文本、图像、音频等多种模态的智能体协作
|
|
|
- <strong>工具集成</strong>:内置了丰富的工具库,包括搜索、计算、代码执行等
|
|
|
- <strong>模型适配</strong>:支持 OpenAI、Anthropic、Google、开源模型等多种 LLM 后端
|
|
|
- <strong>生态联动</strong>:与 LangChain、CrewAI、AutoGen 等主流框架实现了互操作性
|
|
|
|
|
|
(2)主要局限性
|
|
|
|
|
|
1. 对提示工程的高度依赖
|
|
|
|
|
|
CAMEL 的成功很大程度上取决于初始提示的质量。这带来了几个挑战:
|
|
|
|
|
|
- <strong>提示设计门槛</strong>:需要深入理解目标领域和 LLM 的行为特性
|
|
|
- <strong>调试复杂性</strong>:当协作效果不佳时,很难定位是角色定义、任务描述还是交互规则的问题
|
|
|
- <strong>一致性挑战</strong>:不同的 LLM 对相同提示的理解可能存在差异
|
|
|
|
|
|
2. 协作规模的限制
|
|
|
|
|
|
虽然 CAMEL 在双智能体协作上表现出色,但在处理大规模多智能体场景时面临挑战:
|
|
|
|
|
|
- <strong>对话管理</strong>:缺乏像 AutoGen 那样的复杂对话路由机制
|
|
|
- <strong>状态同步</strong>:没有 AgentScope 那样的分布式状态管理能力
|
|
|
- <strong>冲突解决</strong>:当多个智能体意见分歧时,缺乏有效的仲裁机制
|
|
|
|
|
|
3. 任务适用性的边界
|
|
|
|
|
|
CAMEL 特别适合需要深度协作和创造性思维的任务,但在某些场景下可能不是最优选择:
|
|
|
|
|
|
- <strong>严格流程控制</strong>:对于需要精确步骤控制的任务,LangGraph 的图结构更合适
|
|
|
- <strong>大规模并发</strong>:AgentScope 的消息驱动架构在高并发场景下更有优势
|
|
|
- <strong>复杂决策树</strong>:AutoGen 的群聊模式在多方决策场景下更加灵活
|
|
|
|
|
|
总的来说,CAMEL 代表了一种独特而优雅的多智能体协作范式。它通过"以人为本"的角色扮演设计,将复杂的系统工程问题转化为直观的人际协作模式。随着其生态系统的不断完善和功能的持续扩展,CAMEL 正在成为构建智能协作系统的重要选择之一。
|
|
|
|
|
|
## 6.5 框架四:LangGraph
|
|
|
|
|
|
### 6.5.1 LangGraph 的结构梳理
|
|
|
|
|
|
LangGraph 作为 LangChain 生态系统的重要扩展,代表了智能体框架设计的一个全新方向。与前面介绍的基于“对话”的框架(如 AutoGen 和 CAMEL)不同,LangGraph 将智能体的执行流程建模为一种<strong>状态机(State Machine)</strong>,并将其表示为<strong>有向图(Directed Graph)</strong>。在这种范式中,图的<strong>节点(Nodes)</strong>代表一个具体的计算步骤(如调用 LLM、执行工具),而<strong>边(Edges)</strong>则定义了从一个节点到另一个节点的跳转逻辑。这种设计的革命性之处在于它天然支持循环,使得构建能够进行迭代、反思和自我修正的复杂智能体工作流变得前所未有的直观和简单。
|
|
|
|
|
|
要理解 LangGraph,我们需要先掌握它的三个基本构成要素。
|
|
|
|
|
|
<strong>首先,是全局状态(State)</strong>。整个图的执行过程都围绕一个共享的状态对象进行。这个状态通常被定义为一个 Python 的 `TypedDict`,它可以包含任何你需要追踪的信息,如对话历史、中间结果、迭代次数等。所有的节点都能读取和更新这个中心状态。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from typing import TypedDict, List
|
|
|
|
|
|
# 定义全局状态的数据结构
|
|
|
class AgentState(TypedDict):
|
|
|
messages: List[str] # 对话历史
|
|
|
current_task: str # 当前任务
|
|
|
final_answer: str # 最终答案
|
|
|
# ... 任何其他需要追踪的状态
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
<strong>其次,是节点(Nodes)</strong>。每个节点都是一个接收当前状态作为输入、并返回一个更新后的状态作为输出的 Python 函数。节点是执行具体工作的单元。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
# 定义一个“规划者”节点函数
|
|
|
def planner_node(state: AgentState) -> AgentState:
|
|
|
"""根据当前任务制定计划,并更新状态。"""
|
|
|
current_task = state["current_task"]
|
|
|
# ... 调用LLM生成计划 ...
|
|
|
plan = f"为任务 '{current_task}' 生成的计划..."
|
|
|
|
|
|
# 将新消息追加到状态中
|
|
|
state["messages"].append(plan)
|
|
|
return state
|
|
|
|
|
|
# 定义一个“执行者”节点函数
|
|
|
def executor_node(state: AgentState) -> AgentState:
|
|
|
"""执行最新计划,并更新状态。"""
|
|
|
latest_plan = state["messages"][-1]
|
|
|
# ... 执行计划并获得结果 ...
|
|
|
result = f"执行计划 '{latest_plan}' 的结果..."
|
|
|
|
|
|
state["messages"].append(result)
|
|
|
return state
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
<strong>最后,是边(Edges)</strong>。边负责连接节点,定义工作流的方向。最简单的边是常规边,它指定了一个节点的输出总是流向另一个固定的节点。而 LangGraph 最强大的功能在于<strong>条件边(Conditional Edges)</strong>。它通过一个函数来判断当前的状态,然后动态地决定下一步应该跳转到哪个节点。这正是实现循环和复杂逻辑分支的关键。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def should_continue(state: AgentState) -> str:
|
|
|
"""条件函数:根据状态决定下一步路由。"""
|
|
|
# 假设如果消息少于3条,则需要继续规划
|
|
|
if len(state["messages"]) < 3:
|
|
|
# 返回的字符串需要与添加条件边时定义的键匹配
|
|
|
return "continue_to_planner"
|
|
|
else:
|
|
|
state["final_answer"] = state["messages"][-1]
|
|
|
return "end_workflow"
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
在定义了状态、节点和边之后,我们可以像搭积木一样将它们组装成一个可执行的工作流。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from langgraph.graph import StateGraph, END
|
|
|
|
|
|
# 初始化一个状态图,并绑定我们定义的状态结构
|
|
|
workflow = StateGraph(AgentState)
|
|
|
|
|
|
# 将节点函数添加到图中
|
|
|
workflow.add_node("planner", planner_node)
|
|
|
workflow.add_node("executor", executor_node)
|
|
|
|
|
|
# 设置图的入口点
|
|
|
workflow.set_entry_point("planner")
|
|
|
|
|
|
# 添加常规边,连接 planner 和 executor
|
|
|
workflow.add_edge("planner", "executor")
|
|
|
|
|
|
# 添加条件边,实现动态路由
|
|
|
workflow.add_conditional_edges(
|
|
|
# 起始节点
|
|
|
"executor",
|
|
|
# 判断函数
|
|
|
should_continue,
|
|
|
# 路由映射:将判断函数的返回值映射到目标节点
|
|
|
{
|
|
|
"continue_to_planner": "planner", # 如果返回"continue_to_planner",则跳回planner节点
|
|
|
"end_workflow": END # 如果返回"end_workflow",则结束流程
|
|
|
}
|
|
|
)
|
|
|
|
|
|
# 编译图,生成可执行的应用
|
|
|
app = workflow.compile()
|
|
|
|
|
|
# 运行图
|
|
|
inputs = {"current_task": "分析最近的AI行业新闻", "messages": []}
|
|
|
for event in app.stream(inputs):
|
|
|
print(event)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
### 6.5.2 三步问答助手
|
|
|
在理解了 LangGraph 的核心概念之后,我们将通过一个实战案例来巩固所学。我们将构建一个简化的问答对话助手,它会遵循一个清晰、固定的三步流程来回答用户的问题:
|
|
|
|
|
|
1. <strong>理解 (Understand)</strong>:首先,分析用户的查询意图。
|
|
|
2. <strong>搜索 (Search)</strong>:然后,模拟搜索与意图相关的信息。
|
|
|
3. <strong>回答 (Answer)</strong>:最后,基于意图和搜索到的信息,生成最终答案。
|
|
|
|
|
|
这个案例将清晰地展示如何定义状态、创建节点以及将它们线性地连接成一个完整的工作流。我们将代码分解为四个核心步骤:定义状态、创建节点、构建图、以及运行应用。
|
|
|
|
|
|
(1)定义全局状态
|
|
|
|
|
|
首先,我们需要定义一个贯穿整个工作流的全局状态。<strong>这是一个共享的数据结构,它在图的每个节点之间传递,作为工作流的持久化上下文。</strong> 每个节点都可以读取该结构中的数据,并对其进行更新。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from typing import TypedDict, Annotated
|
|
|
from langgraph.graph.message import add_messages
|
|
|
|
|
|
class SearchState(TypedDict):
|
|
|
messages: Annotated[list, add_messages]
|
|
|
user_query: str # 经过LLM理解后的用户需求总结
|
|
|
search_query: str # 优化后用于Tavily API的搜索查询
|
|
|
search_results: str # Tavily搜索返回的结果
|
|
|
final_answer: str # 最终生成的答案
|
|
|
step: str # 标记当前步骤
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
我们创建了 `SearchState` 这个 `TypedDict`,为状态对象定义了一个清晰的数据模式(Schema)。一个关键的设计是同时包含了 `user_query` 和 `search_query` 字段。这允许智能体先将用户的自然语言提问,优化成更适合搜索引擎的精炼关键词,从而显著提升搜索结果的质量。
|
|
|
|
|
|
(2)定义工作流节点
|
|
|
|
|
|
定义好状态结构后,下一步是创建构成我们工作流的各个节点。在 LangGraph 中,每个节点都是一个执行具体任务的 Python 函数。这些函数接收当前的状态对象作为输入,并返回一个包含更新后字段的字典。
|
|
|
|
|
|
在开始定义节点之前,我们先完成项目的初始化设置,包括加载环境变量和实例化大语言模型。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
import os
|
|
|
from dotenv import load_dotenv
|
|
|
from langchain_openai import ChatOpenAI
|
|
|
from langchain_core.messages import HumanMessage, AIMessage, SystemMessage
|
|
|
from tavily import TavilyClient
|
|
|
|
|
|
# 加载 .env 文件中的环境变量
|
|
|
load_dotenv()
|
|
|
|
|
|
# 初始化模型
|
|
|
# 我们将使用这个 llm 实例来驱动所有节点的智能
|
|
|
llm = ChatOpenAI(
|
|
|
model=os.getenv("LLM_MODEL_ID", "gpt-4o-mini"),
|
|
|
api_key=os.getenv("LLM_API_KEY"),
|
|
|
base_url=os.getenv("LLM_BASE_URL", "https://api.openai.com/v1"),
|
|
|
temperature=0.7
|
|
|
)
|
|
|
# 初始化Tavily客户端
|
|
|
tavily_client = TavilyClient(api_key=os.getenv("TAVILY_API_KEY"))
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
现在,我们来逐一创建三个核心节点。
|
|
|
|
|
|
(1) 理解与查询节点
|
|
|
|
|
|
此节点是工作流的第一步,此节点的职责是理解用户意图,并为其生成一个最优化的搜索查询。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def understand_query_node(state: SearchState) -> dict:
|
|
|
"""步骤1:理解用户查询并生成搜索关键词"""
|
|
|
user_message = state["messages"][-1].content
|
|
|
|
|
|
understand_prompt = f"""分析用户的查询:"{user_message}"
|
|
|
请完成两个任务:
|
|
|
1. 简洁总结用户想要了解什么
|
|
|
2. 生成最适合搜索引擎的关键词(中英文均可,要精准)
|
|
|
|
|
|
格式:
|
|
|
理解:[用户需求总结]
|
|
|
搜索词:[最佳搜索关键词]"""
|
|
|
|
|
|
response = llm.invoke([SystemMessage(content=understand_prompt)])
|
|
|
response_text = response.content
|
|
|
|
|
|
# 解析LLM的输出,提取搜索关键词
|
|
|
search_query = user_message # 默认使用原始查询
|
|
|
if "搜索词:" in response_text:
|
|
|
search_query = response_text.split("搜索词:")[1].strip()
|
|
|
|
|
|
return {
|
|
|
"user_query": response_text,
|
|
|
"search_query": search_query,
|
|
|
"step": "understood",
|
|
|
"messages": [AIMessage(content=f"我将为您搜索:{search_query}")]
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
该节点通过一个结构化的提示,要求 LLM 同时完成“意图理解”和“关键词生成”两个任务,并将解析出的专用搜索关键词更新到状态的 `search_query` 字段中,为下一步的精确搜索做好准备。
|
|
|
|
|
|
(2)搜索节点
|
|
|
|
|
|
该节点负责执行智能体的“工具使用”能力,它将调用 Tavily API 进行真实的互联网搜索,并具备基础的错误处理功能。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def tavily_search_node(state: SearchState) -> dict:
|
|
|
"""步骤2:使用Tavily API进行真实搜索"""
|
|
|
search_query = state["search_query"]
|
|
|
try:
|
|
|
print(f"🔍 正在搜索: {search_query}")
|
|
|
response = tavily_client.search(
|
|
|
query=search_query, search_depth="basic", max_results=5, include_answer=True
|
|
|
)
|
|
|
# ... (处理和格式化搜索结果) ...
|
|
|
search_results = ... # 格式化后的结果字符串
|
|
|
|
|
|
return {
|
|
|
"search_results": search_results,
|
|
|
"step": "searched",
|
|
|
"messages": [AIMessage(content="✅ 搜索完成!正在整理答案...")]
|
|
|
}
|
|
|
except Exception as e:
|
|
|
# ... (处理错误) ...
|
|
|
return {
|
|
|
"search_results": f"搜索失败:{e}",
|
|
|
"step": "search_failed",
|
|
|
"messages": [AIMessage(content="❌ 搜索遇到问题...")]
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
此节点通过 `tavily_client.search` 发起真实的 API 调用。它被包裹在 `try...except` 块中,用于捕获可能的异常。如果搜索失败,它会更新 `step` 状态为 `"search_failed"`,这个状态将被下一个节点用来触发备用方案。
|
|
|
|
|
|
(3)回答节点
|
|
|
|
|
|
最后的回答节点能够根据上一步的搜索是否成功,来选择不同的回答策略,具备了一定的弹性。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
def generate_answer_node(state: SearchState) -> dict:
|
|
|
"""步骤3:基于搜索结果生成最终答案"""
|
|
|
if state["step"] == "search_failed":
|
|
|
# 如果搜索失败,执行回退策略,基于LLM自身知识回答
|
|
|
fallback_prompt = f"搜索API暂时不可用,请基于您的知识回答用户的问题:\n用户问题:{state['user_query']}"
|
|
|
response = llm.invoke([SystemMessage(content=fallback_prompt)])
|
|
|
else:
|
|
|
# 搜索成功,基于搜索结果生成答案
|
|
|
answer_prompt = f"""基于以下搜索结果为用户提供完整、准确的答案:
|
|
|
用户问题:{state['user_query']}
|
|
|
搜索结果:\n{state['search_results']}
|
|
|
请综合搜索结果,提供准确、有用的回答..."""
|
|
|
response = llm.invoke([SystemMessage(content=answer_prompt)])
|
|
|
|
|
|
return {
|
|
|
"final_answer": response.content,
|
|
|
"step": "completed",
|
|
|
"messages": [AIMessage(content=response.content)]
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
该节点通过检查 `state["step"]` 的值来执行条件逻辑。如果搜索失败,它会利用 LLM 的内部知识回答并告知用户情况。如果搜索成功,它则会使用包含实时搜索结果的提示,来生成一个有时效性且有据可依的回答。
|
|
|
|
|
|
(4)构建图
|
|
|
|
|
|
我们将所有节点连接起来。
|
|
|
|
|
|
```python
|
|
|
from langgraph.graph import StateGraph, START, END
|
|
|
from langgraph.checkpoint.memory import InMemorySaver
|
|
|
|
|
|
def create_search_assistant():
|
|
|
workflow = StateGraph(SearchState)
|
|
|
|
|
|
# 添加节点
|
|
|
workflow.add_node("understand", understand_query_node)
|
|
|
workflow.add_node("search", tavily_search_node)
|
|
|
workflow.add_node("answer", generate_answer_node)
|
|
|
|
|
|
# 设置线性流程
|
|
|
workflow.add_edge(START, "understand")
|
|
|
workflow.add_edge("understand", "search")
|
|
|
workflow.add_edge("search", "answer")
|
|
|
workflow.add_edge("answer", END)
|
|
|
|
|
|
# 编译图
|
|
|
memory = InMemorySaver()
|
|
|
app = workflow.compile(checkpointer=memory)
|
|
|
return app
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
(5)运行案例展示
|
|
|
|
|
|
运行此脚本后,您可以提出一些需要实时信息的问题,例如我们第一章中的案例:`明天我要去北京,天气怎么样?有合适的景点吗`
|
|
|
|
|
|
您会看到终端清晰地展示出智能体的“思考”过程:
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
🔍 智能搜索助手启动!
|
|
|
我会使用Tavily API为您搜索最新、最准确的信息
|
|
|
支持各种问题:新闻、技术、知识问答等
|
|
|
(输入 'quit' 退出)
|
|
|
|
|
|
🤔 您想了解什么: 明天我要去北京,天气怎么样?有合适的景点吗
|
|
|
|
|
|
============================================================
|
|
|
🧠 理解阶段: 我理解您的需求:理解:用户想了解明天北京的天气情况以及合适的景点推荐。
|
|
|
搜索词:北京 明天 天气 景点推荐 Beijing weather tomorrow attractions
|
|
|
🔍 正在搜索: 北京 明天 天气 景点推荐 Beijing weather tomorrow attractions
|
|
|
🔍 搜索阶段: ✅ 搜索完成!找到了相关信息,正在为您整理答案...
|
|
|
|
|
|
💡 最终回答:
|
|
|
明天(2025年9月17日)北京的天气预报显示,预计将是多云,气温范围在17°C(62°F)到25°C(77°F)之间。这种温和的天气非常适合户外活动。
|
|
|
|
|
|
### 合适的景点推荐:
|
|
|
1. **长城**:作为中国最著名的历史遗址之一,长城是必游之地。你可以选择八达岭或慕田峪这些较为受欢迎的段落进行游览。
|
|
|
|
|
|
2. **故宫**:故宫是明清两代的皇宫,拥有丰富的历史和文化,适合对中国历史感兴趣的游客。
|
|
|
|
|
|
3. **天安门广场**:这是中国的象征之一,广场上有许多重要的建筑和纪念碑,适合拍照留念。
|
|
|
|
|
|
4. **颐和园**:一个非常美丽的皇家园林,适合漫步和欣赏自然风光,尤其是湖泊和古建筑。
|
|
|
|
|
|
5. **798艺术区**:如果你对现代艺术感兴趣,798艺术区是一个集艺术、文化和创意于一体的地方,适合探索和拍摄。
|
|
|
|
|
|
### 小贴士:
|
|
|
- 由于明天天气良好,建议提前规划出行路线,并准备一些水和小吃,以便在游览时保持充足的体力。
|
|
|
- 由于天气变化可能会影响游览体验,建议查看实时天气更新。
|
|
|
|
|
|
希望这些信息能帮助你安排一个愉快的北京之旅!如果你需要更多关于景点的信息或者旅行建议,欢迎随时询问。
|
|
|
|
|
|
============================================================
|
|
|
|
|
|
🤔 您想了解什么:
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
并且他是一个可以持续交互的助手,你也可以继续向他发问。
|
|
|
|
|
|
### 6.5.3 LangGraph 的优势与局限性分析
|
|
|
|
|
|
任何技术框架都有其特定的适用场景和设计权衡。在本节中,我们将客观地分析 LangGraph 的核心优势及其在实际应用中可能面临的局限性。
|
|
|
|
|
|
(1)优势
|
|
|
|
|
|
- 如我们的智能搜索助手案例所示,LangGraph 将一个完整的实时问答流程,显式地定义为一个由状态、节点和边构成的“流程图”。这种设计的最大优势是<strong>高度的可控性与可预测性</strong>。开发者可以精确地规划智能体的每一步行为,这对于构建需要高可靠性和可审计性的生产级应用至关重要。其最强大的特性在于对<strong>循环(Cycles)的原生支持</strong>。通过条件边,我们可以轻松构建“反思-修正”循环,例如在我们的案例中,如果搜索失败,可以设计一个回退到备用方案的路径。这是构建能够自我优化和具备容错能力的智能体的关键。
|
|
|
|
|
|
- 此外,由于每个节点都是一个独立的 Python 函数,这带来了<strong>高度的模块化</strong>。同时,在流程中插入一个等待人类审核的节点也变得非常直接,为实现可靠的“人机协作”(Human-in-the-loop)提供了坚实的基础。
|
|
|
|
|
|
(2)局限性
|
|
|
|
|
|
- 与基于对话的框架相比,LangGraph 需要开发者编写更多的<strong>前期代码(Boilerplate)</strong>。定义状态、节点、边等一系列操作,使得对于简单任务而言,开发过程显得更为繁琐。开发者需要更多地思考“如何控制流程(how)”,而不仅仅是“做什么(what)”。由于工作流是预先定义的,LangGraph 的行为虽然可控,但也缺少了对话式智能体那种动态的、<strong>“涌现”式的交互</strong>。它的强项在于执行一个确定的、可靠的流程,而非模拟开放式的、不可预测的社会性协作。
|
|
|
|
|
|
- 调试过程同样存在挑战。虽然流程比对话历史更清晰,但问题可能出在多个环节:某个节点内部的逻辑错误、在节点间传递的状态数据发生异变,或是边跳转的条件判断失误。这要求开发者对整个图的运行机制有全局性的理解。
|
|
|
|
|
|
## 6.6 本章小结
|
|
|
|
|
|
本章我们感受了目前最前沿的一些智能体框架,通过案例的形式进行实操体验。
|
|
|
|
|
|
我们看到,每一个框架都有自己实现智能体构建的思路:
|
|
|
|
|
|
- <strong>AutoGen</strong> 将复杂的协作抽象为一场由多角色参与的、可自动进行的“群聊”,其核心在于“以对话驱动协作”。
|
|
|
- <strong>AgentScope</strong> 则着眼于工业级应用的健壮性与可扩展性,为构建高并发、分布式的多智能体系统提供了坚实的工程基础。
|
|
|
- <strong>CAMEL</strong> 以其轻量级的“角色扮演”和“引导性提示”范式,展示了如何用最少的代码激发两个专家智能体之间深度、自主的协作。
|
|
|
- <strong>LangGraph</strong> 则回归到更底层的“状态机”模型,通过显式的图结构赋予开发者对工作流的精确控制,尤其是其循环能力,为构建可反思、可修正的智能体铺平了道路。
|
|
|
|
|
|
通过对这些框架的深入分析,我们可以提炼出一个设计的权衡:<strong>“涌现式协作”与“显式控制”之间的选择</strong>。AutoGen 和 CAMEL 更多地依赖于定义智能体的“角色”和“目标”,让复杂的协作行为从简单的对话规则中“涌现”出来,这种方式更贴近人类的交互模式,但有时难以预测和调试。而 LangGraph 要求开发者明确地定义每一个步骤和跳转条件,牺牲了一部分“涌现”的惊喜,换来了高度的可靠性、可控性和可观测性。同时,AgentScope 则揭示了第二个同样重要的维度:<strong>工程化</strong>。无论我们选择哪种协作范式,要将其从实验原型推向生产应用,都必须面对并发、容错、分布式部署等工程挑战。AgentScope 正是为解决这些问题而生,它代表了从“能运行”到“能稳定服务”的关键跨越。
|
|
|
|
|
|
总而言之,智能体并非只有一种构建方式。深入理解本章探讨的框架设计哲学,能让我们不仅仅成为更优秀的“工具使用者”,更能理解框架设计中的各种优劣与权衡。
|
|
|
|
|
|
在下一章中,我们将进入本教程的核心内容,从零开始,亲手构建一个属于我们自己的智能体框架,将所有理论与实践融会贯通。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 参考文献
|
|
|
|
|
|
[1] Wu Q, Bansal G, Zhang J, et al. Autogen: Enabling next-gen LLM applications via multi-agent conversations[C]//First Conference on Language Modeling. 2024.
|
|
|
|
|
|
[2] Gao D, Li Z, Pan X, et al. Agentscope: A flexible yet robust multi-agent platform[J]. arXiv preprint arXiv:2402.14034, 2024.
|
|
|
|
|
|
[3] Li G, Hammoud H, Itani H, et al. Camel: Communicative agents for" mind" exploration of large language model society[J]. Advances in Neural Information Processing Systems, 2023, 36: 51991-52008.
|
|
|
|
|
|
[4] LangChain. LangGraph [EB/OL]. (2024). https://github.com/langchain-ai/langgraph.
|
|
|
|
|
|
[5] Microsoft. AutoGen - UserProxyAgent [EB/OL]. (2024). https://microsoft.github.io/autogen/stable/reference/python/autogen_agentchat.agents.html#autogen_agentchat.agents.UserProxyAgent.
|
|
|
|