概述
构建代理(或任何 LLM 应用程序)的难点在于使其足够可靠。虽然它们可能适用于原型,但它们通常在实际用例中失败。代理为什么会失败?
当代理失败时,通常是因为代理内部的 LLM 调用采取了错误的操作/没有做我们期望的事情。LLM 失败的原因有两个:- 底层 LLM 不够强大
- 没有将“正确”的上下文传递给 LLM
代理循环
典型的代理循环包含两个主要步骤:- 模型调用 - 使用提示和可用工具调用 LLM,返回响应或执行工具的请求
- 工具执行 - 执行 LLM 请求的工具,返回工具结果

您可以控制什么
为了构建可靠的代理,您需要控制代理循环每一步发生的事情,以及步骤之间发生的事情。瞬态上下文
LLM 在单次调用中看到的内容。您可以修改消息、工具或提示,而无需更改保存在状态中的内容。
持久上下文
跨轮次保存在状态中的内容。生命周期钩子和工具写入会永久修改此内容。
数据源
在此过程中,您的代理访问(读取/写入)不同的数据源:| 数据源 | 也称为 | 范围 | 示例 |
|---|---|---|---|
| 运行时上下文 | 静态配置 | 对话范围 | 用户 ID、API 密钥、数据库连接、权限、环境设置 |
| 状态 | 短期记忆 | 对话范围 | 当前消息、上传的文件、身份验证状态、工具结果 |
| 存储 | 长期记忆 | 跨对话 | 用户偏好、提取的见解、记忆、历史数据 |
工作原理
LangChain 中间件 是底层的机制,使得上下文工程对于使用 LangChain 的开发人员来说变得切实可行。 中间件允许您挂钩到代理生命周期的任何步骤,并且:- 更新上下文
- 跳转到代理生命周期中的不同步骤
模型上下文
控制每次模型调用的内容——指令、可用工具、使用的模型和输出格式。这些决策直接影响可靠性和成本。 所有这些类型的模型上下文都可以从 状态(短期记忆)、存储(长期记忆)或 运行时上下文(静态配置)中提取。系统提示
系统提示设置 LLM 的行为和能力。不同的用户、上下文或对话阶段需要不同的指令。成功的代理利用记忆、偏好和配置为当前对话状态提供正确的指令。- 状态
- 存储
- 运行时上下文
从状态访问消息计数或对话上下文:
消息
消息构成发送给 LLM 的提示。 管理消息的内容对于确保 LLM 拥有正确的信息以做出良好响应至关重要。- 状态
- 存储
- 运行时上下文
当与当前查询相关时,从状态注入上传的文件上下文:
工具
工具让模型与数据库、API 和外部系统交互。您如何定义和选择工具直接影响模型是否可以有效地完成任务。定义工具
每个工具都需要清晰的名称、描述、参数名称和参数描述。这些不仅仅是元数据——它们指导模型关于何时以及如何使用工具的推理。选择工具
并非每个工具都适合每种情况。太多的工具可能会让模型不知所措(上下文过载)并增加错误;太少则限制了能力。动态工具选择根据身份验证状态、用户权限、功能标志或对话阶段来调整可用的工具集。- 状态
- 存储
- 运行时上下文
仅在某些对话里程碑后启用高级工具:
模型
不同的模型有不同的优势、成本和上下文窗口。为手头的任务选择合适的模型,这可能会在代理运行期间发生变化。- 状态
- 存储
- 运行时上下文
根据状态中的对话长度使用不同的模型:
响应格式
结构化输出将非结构化文本转换为经过验证的结构化数据。在提取特定字段或为下游系统返回数据时,自由格式的文本是不够的。 工作原理: 当您提供模式作为响应格式时,模型的最终响应保证符合该模式。代理运行模型/工具调用循环,直到模型完成调用工具,然后将最终响应强制转换为提供的格式。定义格式
架构定义指导模型。字段名称、类型和描述准确指定输出应遵循的格式。选择格式
动态响应格式选择根据用户偏好、对话阶段或角色调整模式——早期返回简单格式,随着复杂性增加返回详细格式。- 状态
- 存储
- 运行时上下文
根据对话状态配置结构化输出:
工具上下文
工具的特殊之处在于它们既读取又写入上下文。 在最基本的情况下,当工具执行时,它接收 LLM 的请求参数并将工具消息返回。工具执行其工作并产生结果。 工具还可以获取对模型执行和完成任务至关重要的信息。读取
大多数现实世界的工具需要的不仅仅是 LLM 的参数。它们需要用于数据库查询的用户 ID、用于外部服务的 API 密钥或当前会话状态来做出决策。工具从状态、存储和运行时上下文中读取以访问此信息。- 状态
- 存储
- 运行时上下文
从状态读取以检查当前会话信息:
写入
工具结果可用于帮助代理完成给定任务。工具既可以直接将结果返回给模型,也可以更新代理的记忆,以便为未来的步骤提供重要的上下文。- 状态
- 存储
使用 Command 写入状态以跟踪会话特定信息:
生命周期的上下文
控制核心代理步骤 之间 发生的事情——拦截数据流以实施横切关注点,如摘要、防护栏和日志记录。 正如您在 模型上下文 和 工具上下文 中看到的那样,中间件 是使上下文工程变得切实可行的机制。中间件允许您挂钩到代理生命周期的任何步骤,并且可以:- 更新上下文 - 修改状态和存储以持久保存更改、更新对话历史记录或保存见解
- 生命周期中的跳转 - 根据上下文移动到代理周期中的不同步骤(例如,如果满足条件则跳过工具执行,使用修改后的上下文重复模型调用)

示例:摘要
最常见的生命周期模式之一是当对话历史记录过长时自动压缩它。与 模型上下文 中显示的瞬态消息修剪不同,摘要 持久更新状态 - 永久替换旧消息为摘要,以便保存用于所有未来的轮次。 LangChain 为此提供了内置中间件:SummarizationMiddleware 会自动:
- 使用单独的 LLM 调用总结较旧的消息
- 将它们替换为状态中的摘要消息(永久地)
- 保持最近的消息完整以提供上下文
有关内置中间件、可用钩子以及如何创建自定义中间件的完整列表,请参阅 中间件文档。
最佳实践
- 从简单开始 - 从静态提示和工具开始,仅在需要时添加动态特性
- 增量测试 - 一次添加一个上下文工程功能
- 监控性能 - 跟踪模型调用、令牌使用情况和延迟
- 使用内置中间件 - 利用
SummarizationMiddleware、LLMToolSelectorMiddleware等 - 记录您的上下文策略 - 清楚地说明正在传递什么上下文以及原因
- 了解瞬态与持久:模型上下文更改是瞬态的(每次调用),而生命周期上下文更改持久保存到状态
相关资源
将这些文档连接 到 Claude、VSCode 等,通过 MCP 获取实时解答。

