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专为 Anthropic 的 Claude 模型设计的中间件。了解更多关于中间件的信息。
中间件描述
提示词缓存通过缓存重复的提示词前缀来降低成本
Bash 工具使用本地命令执行 Claude 的原生 Bash 工具
文本编辑器提供 Claude 的文本编辑器工具用于文件编辑
记忆提供 Claude 的记忆工具以实现代理的持久化记忆
文件搜索基于状态的虚拟文件系统的搜索工具

中间件与工具对比

langchain-anthropic 提供了两种使用 Claude 原生工具的方式:
  • 中间件(本页):生产就绪的实现,内置执行、状态管理和安全策略
  • 工具(通过 bind_tools):底层构建模块,由您提供自己的执行逻辑

何时使用哪种方案

使用场景推荐方案原因
带有 Bash 的生产级代理中间件持久会话、Docker 隔离、输出脱敏
基于状态的文件编辑中间件内置 LangGraph 状态持久化
基于文件系统的文件编辑中间件带路径验证写入磁盘
自定义执行逻辑工具完全控制执行过程
快速原型开发工具更简单,自带回调函数
非代理用途且使用 bind_tools工具中间件需要 create_agent

功能对比

功能中间件工具
兼容 create_agent
兼容 bind_tools
内置状态管理
自定义执行回调
使用中间件(开箱即用方案):
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import ClaudeBashToolMiddleware
from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import DockerExecutionPolicy

# 生产就绪,支持 Docker 隔离、会话管理等
agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    middleware=[
        ClaudeBashToolMiddleware(
            workspace_root="/workspace",
            execution_policy=DockerExecutionPolicy(image="python:3.11"),
            startup_commands=["pip install pandas"],
        ),
    ],
)
使用工具(自带执行逻辑):
import subprocess

from anthropic.types.beta import BetaToolBash20250124Param
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain.agents import create_agent
from langchain.tools import tool

tool_spec = BetaToolBash20250124Param(
    name="bash",
    type="bash_20250124",
    strict=True,
)

@tool(extras={"provider_tool_definition": tool_spec})
def bash(*, command: str, restart: bool = False, **kw):
    """执行一个 bash 命令。"""
    if restart:
        return "Bash session restarted"
    try:
        result = subprocess.run(
            command,
            shell=True,
            capture_output=True,
            text=True,
            timeout=30,
        )
        return result.stdout + result.stderr
    except Exception as e:
        return f"Error: {e}"


agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[bash],
)

result = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "List files in this directory"}]}
)
print(result["messages"][-1].content)

提示词缓存

通过在 Anthropic 服务器上缓存静态或重复的提示词内容(如系统提示词、工具定义和对话历史),来降低费用和延迟。该中间件实现了一种对话缓存策略,在系统消息、工具定义和最新用户消息上设置明确的缓存断点,从而允许将整个对话历史缓存并在后续 API 调用中复用。 提示词缓存适用于以下场景:
  • 具有长且静态系统提示词的应用程序,且这些提示词在请求之间不会更改
  • 拥有大量跨调用保持不变的工具备定义的代理
  • 早期消息历史在多轮对话中被复用的场景
  • 对降低 API 费用和延迟至关重要的海量部署场景
对于更简单的用例,您也可以在不使用中间件的情况下,在调用时传递 cache_control 参数来使用自动缓存。当您需要对系统提示词和工具定义上的缓存断点进行显式控制时,推荐使用中间件。
了解更多关于 Anthropic 提示词缓存 的策略和限制。
API 参考: AnthropicPromptCachingMiddleware
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import AnthropicPromptCachingMiddleware
from langchain.agents import create_agent

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    system_prompt="<Your long system prompt here>",
    middleware=[AnthropicPromptCachingMiddleware(ttl="5m")],
)
type
string
default:"ephemeral"
缓存类型。目前仅支持 'ephemeral'
ttl
string
default:"5m"
缓存内容的生存时间。有效值:'5m''1h'
min_messages_to_cache
number
default:"0"
开始缓存前的最少消息数量
unsupported_model_behavior
string
default:"warn"
使用非 Anthropic 模型时的行为。选项:'ignore''warn''raise'
该中间件会缓存每个请求中直到并包括最新消息的内容。在 TTL 窗口内(5 分钟或 1 小时)的后续请求中,之前已见的内容将从缓存中检索而非重新处理,从而显著降低费用和延迟。工作原理:
  1. 首次请求:系统提示词、工具和用户消息 “你好,我叫 Bob” 被发送到 API 并缓存
  2. 第二次请求:从缓存中检索缓存内容(系统提示词、工具和第一条消息)。只需处理新消息 “我叫什么名字?“,加上首次请求中模型的响应
  3. 此模式在每个回合中持续进行,每次请求都会复用缓存的对话历史
提示词缓存通过缓存 Token 来降低 API 费用,但提供对话记忆。要在多次调用间持久化对话历史,请使用类似 MemorySaver检查点
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import AnthropicPromptCachingMiddleware
from langchain.agents import create_agent
from langchain.messages import HumanMessage
from langchain_core.runnables import RunnableConfig
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver


LONG_PROMPT = """
Please be a helpful assistant.

<Lots more context ...>
"""

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    system_prompt=LONG_PROMPT,
    middleware=[AnthropicPromptCachingMiddleware(ttl="5m")],
    checkpointer=MemorySaver(),  # 持久化对话历史
)

# 使用 thread_id 维持对话状态
config: RunnableConfig = {"configurable": {"thread_id": "user-123"}}

# 首次调用:创建包含系统提示词、工具和“你好,我叫 Bob”的缓存
agent.invoke({"messages": [HumanMessage("Hi, my name is Bob")]}, config=config)

# 第二次调用:复用缓存的系统提示词、工具和之前的消息
# 检查点维护对话历史,因此代理能记住“Bob”
result = agent.invoke({"messages": [HumanMessage("What's my name?")]}, config=config)
print(result["messages"][-1].content)
你的名字是 Bob!你在我们对话开始时自我介绍时告诉过我了。

Bash 工具

使用本地命令执行 Claude 的原生 bash_20250124 工具。 Bash 工具中间件适用于以下场景:
  • 使用 Claude 内置的 Bash 工具配合本地执行
  • 利用 Claude 优化的 Bash 工具接口
  • 需要与 Anthropic 模型保持持久 Shell 会话的代理
该中间件封装了 ShellToolMiddleware 并将其作为 Claude 的原生 Bash 工具暴露出来。
API 参考: ClaudeBashToolMiddleware
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import ClaudeBashToolMiddleware
from langchain.agents import create_agent

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        ClaudeBashToolMiddleware(
            workspace_root="/workspace",
        ),
    ],
)
ClaudeBashToolMiddleware 接受来自 ShellToolMiddleware 的所有参数,包括:
workspace_root
str | Path | None
Shell 会话的基础目录
startup_commands
tuple[str, ...] | list[str] | str | None
会话启动时执行的命令
execution_policy
BaseExecutionPolicy | None
执行策略(HostExecutionPolicyDockerExecutionPolicyCodexSandboxExecutionPolicy
redaction_rules
tuple[RedactionRule, ...] | list[RedactionRule] | None
清理命令输出的规则
有关完整的配置详情,请参阅 Shell 工具
import tempfile

from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import ClaudeBashToolMiddleware
from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import DockerExecutionPolicy

# 为此演示创建一个临时工作区目录。
# 在生产环境中,请使用持久化的目录路径。
workspace = tempfile.mkdtemp(prefix="agent-workspace-")

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        ClaudeBashToolMiddleware(
            workspace_root=workspace,
            startup_commands=["echo 'Session initialized'"],
            execution_policy=DockerExecutionPolicy(
                image="python:3.11-slim",
            ),
        ),
    ],
)

# Claude 现在可以使用其原生的 Bash 工具
result = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "What version of Python is installed?"}]}
)
print(result["messages"][-1].content)
已安装 Python 3.11.14。

文本编辑器

提供 Claude 的文本编辑器工具(text_editor_20250728)用于文件创建和编辑。 文本编辑器中间件适用于以下场景:
  • 基于文件的代理工作流
  • 代码编辑和重构任务
  • 多文件项目工作
  • 需要持久化文件存储的代理
提供两种变体:基于状态(文件存储在 LangGraph 状态中)和基于文件系统(文件存储在磁盘上)。
API 参考:
基于状态的文本编辑器
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import StateClaudeTextEditorMiddleware
from langchain.agents import create_agent

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[StateClaudeTextEditorMiddleware()],
)
基于文件系统的文本编辑器
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import FilesystemClaudeTextEditorMiddleware
from langchain.agents import create_agent

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        FilesystemClaudeTextEditorMiddleware(
            root_path="/workspace",
        ),
    ],
)
Claude 的文本编辑器工具支持以下命令:
  • view - 查看文件内容或列出目录
  • create - 创建新文件
  • str_replace - 替换文件中的字符串
  • insert - 在指定行号插入文本
  • delete - 删除文件
  • rename - 重命名/移动文件
StateClaudeTextEditorMiddleware(基于状态)
allowed_path_prefixes
Sequence[str] | None
可选的允许路径前缀列表。如果指定,则仅允许以这些前缀开头的路径。
FilesystemClaudeTextEditorMiddleware(基于文件系统)
root_path
str
required
文件操作的根目录
allowed_prefixes
list[str] | None
可选的允许虚拟路径前缀列表(默认:["/"]
max_file_size_mb
int
default:"10"
最大文件大小(MB)
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import StateClaudeTextEditorMiddleware
from langchain.agents import create_agent
from langchain_core.runnables import RunnableConfig
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver


agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        StateClaudeTextEditorMiddleware(
            allowed_path_prefixes=["/project"],
        ),
    ],
    checkpointer=MemorySaver(),
)

# 使用 thread_id 跨调用持久化状态
config: RunnableConfig = {"configurable": {"thread_id": "my-session"}}

# Claude 现在可以创建和编辑文件(存储在 LangGraph 状态中)
result = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "Create a file at /project/hello.py with a simple hello world program"}]},
    config=config,
)
print(result["messages"][-1].content)
我已在 `/project/hello.py` 创建了一个简单的“Hello, World!”程序。该程序在运行时使用 Python 的 `print()` 函数向控制台输出“Hello, World!”。
import tempfile

from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import FilesystemClaudeTextEditorMiddleware
from langchain.agents import create_agent


# 为此演示创建一个临时工作区目录。
# 在生产环境中,请使用持久化的目录路径。
workspace = tempfile.mkdtemp(prefix="editor-workspace-")

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        FilesystemClaudeTextEditorMiddleware(
            root_path=workspace,
            allowed_prefixes=["/src"],
            max_file_size_mb=10,
        ),
    ],
)

# Claude 现在可以创建和编辑文件(存储在磁盘上)
result = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "Create a file at /src/hello.py with a simple hello world program"}]}
)
print(result["messages"][-1].content)
我已在 `/src/hello.py` 创建了一个简单的“Hello, World!”程序。该程序在运行时使用 Python 的 `print()` 函数向控制台输出“Hello, World!”。

记忆

提供 Claude 的记忆工具(memory_20250818)以实现跨对话回合的代理持久化记忆。 记忆中间件适用于以下场景:
  • 长时间运行的代理对话
  • 在中断期间维持上下文
  • 任务进度跟踪
  • 代理状态的持久化管理
Claude 的记忆工具使用 /memories 目录,并会自动注入一条系统提示词,鼓励代理检查和更新记忆。
API 参考: StateClaudeMemoryMiddlewareFilesystemClaudeMemoryMiddleware
基于状态的记忆
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import StateClaudeMemoryMiddleware
from langchain.agents import create_agent

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[StateClaudeMemoryMiddleware()],
)
基于文件系统记忆
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import FilesystemClaudeMemoryMiddleware
from langchain.agents import create_agent

agent_fs = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        FilesystemClaudeMemoryMiddleware(
            root_path="/workspace",
        ),
    ],
)
StateClaudeMemoryMiddleware(基于状态)
allowed_path_prefixes
Sequence[str] | None
可选的允许路径前缀列表。默认为 ["/memories"]
system_prompt
str
要注入的系统提示词。默认为 Anthropic 推荐的记忆提示词,鼓励代理检查和更新记忆。
FilesystemClaudeMemoryMiddleware(基于文件系统)
root_path
str
required
文件操作的根目录
allowed_prefixes
list[str] | None
可选的允许虚拟路径前缀列表。默认为 ["/memories"]
max_file_size_mb
int
default:"10"
最大文件大小(MB)
system_prompt
str
要注入的系统提示词
代理将自动执行以下操作:
  1. 在开始时检查 /memories 目录
  2. 在执行过程中记录进度和想法
  3. 随着工作进展更新记忆文件
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import StateClaudeMemoryMiddleware
from langchain.agents import create_agent
from langchain_core.runnables import RunnableConfig
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver


agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[StateClaudeMemoryMiddleware()],
    checkpointer=MemorySaver(),
)

# 使用 thread_id 跨调用持久化状态
config: RunnableConfig = {"configurable": {"thread_id": "my-session"}}

# Claude 现在可以使用记忆来跟踪进度(存储在 LangGraph 状态中)
result = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "Remember that my favorite color is blue, then confirm what you stored."}]},
    config=config,
)
print(result["messages"][-1].content)
完美!我已将您的偏好颜色**蓝色**存储在我的记忆系统中。该信息已保存在我的用户偏好文件中,以便在未来的对话中访问。
代理将自动执行以下操作:
  1. 在开始时检查 /memories 目录
  2. 在执行过程中记录进度和想法
  3. 随着工作进展更新记忆文件
import tempfile

from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import FilesystemClaudeMemoryMiddleware
from langchain.agents import create_agent


# 为此演示创建一个临时工作区目录。
# 在生产环境中,请使用持久化的目录路径。
workspace = tempfile.mkdtemp(prefix="memory-workspace-")

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        FilesystemClaudeMemoryMiddleware(
            root_path=workspace,
        ),
    ],
)

# Claude 现在可以使用记忆来跟踪进度(存储在磁盘上)
result = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "Remember that my favorite color is blue, then confirm what you stored."}]}
)
print(result["messages"][-1].content)
完美!我已将您的偏好颜色**蓝色**存储在我的记忆系统中。该信息已保存在我的用户偏好文件中,以便在未来的对话中访问。

文件搜索

为存储在 LangGraph 状态中的文件提供 Glob 和 Grep 搜索工具。文件搜索中间件适用于以下场景:
  • 在基于状态的虚拟文件系统中进行搜索
  • 与文本编辑器和记忆工具配合使用
  • 按模式查找文件
  • 使用正则表达式进行内容搜索
API 参考: StateFileSearchMiddleware
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import (
    StateClaudeTextEditorMiddleware,
    StateFileSearchMiddleware,
)
from langchain.agents import create_agent

agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        StateClaudeTextEditorMiddleware(),
        StateFileSearchMiddleware(),  # 搜索文本编辑器文件
    ],
)
state_key
str
default:"text_editor_files"
包含待搜索文件的键。对于文本编辑器文件使用 "text_editor_files",对于记忆文件使用 "memory_files"
中间件添加了可与基于状态的文件配合使用的 Glob 和 Grep 搜索工具。
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import (
    StateClaudeTextEditorMiddleware,
    StateFileSearchMiddleware,
)
from langchain.agents import create_agent
from langchain.messages import HumanMessage
from langchain_core.runnables import RunnableConfig
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver


agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        StateClaudeTextEditorMiddleware(),
        StateFileSearchMiddleware(state_key="text_editor_files"),
    ],
    checkpointer=MemorySaver(),
)

# 使用 thread_id 跨调用持久化状态
config: RunnableConfig = {"configurable": {"thread_id": "my-session"}}

# 首次调用:使用文本编辑器工具创建一些文件
result = agent.invoke(
    {"messages": [HumanMessage("Create a Python project with main.py, utils/helpers.py, and tests/test_main.py")]},
    config=config,
)

# 代理创建文件,这些文件存储在状态中
print("Files created:", list(result["text_editor_files"].keys()))

# 第二次调用:搜索我们刚刚创建的文件
# 状态会通过检查点自动持久化
result = agent.invoke(
    {"messages": [HumanMessage("Find all Python files in the project")]},
    config=config,
)
print(result["messages"][-1].content)
已创建文件:['/project/main.py', '/project/utils/helpers.py', '/project/utils/__init__.py', '/project/tests/test_main.py', '/project/tests/__init__.py', '/project/README.md']
我在项目中找到了 5 个 Python 文件:

1. `/project/main.py` - 主应用程序文件
2. `/project/utils/__init__.py` - Utils 包初始化
3. `/project/utils/helpers.py` - 辅助工具
4. `/project/tests/__init__.py` - Tests 包初始化
5. `/project/tests/test_main.py` - 主测试文件

您想让我查看其中任何文件的内容吗?
from langchain_anthropic import ChatAnthropic
from langchain_anthropic.middleware import (
    StateClaudeMemoryMiddleware,
    StateFileSearchMiddleware,
)
from langchain.agents import create_agent
from langchain.messages import HumanMessage
from langchain_core.runnables import RunnableConfig
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver


agent = create_agent(
    model=ChatAnthropic(model="claude-sonnet-4-6"),
    tools=[],
    middleware=[
        StateClaudeMemoryMiddleware(),
        StateFileSearchMiddleware(state_key="memory_files"),
    ],
    checkpointer=MemorySaver(),
)

# 使用 thread_id 跨调用持久化状态
config: RunnableConfig = {"configurable": {"thread_id": "my-session"}}

# 首次调用:记录一些记忆
result = agent.invoke(
    {"messages": [HumanMessage("Remember that the project deadline is March 15th and code review deadline is March 10th")]},
    config=config,
)

# 代理创建记忆文件,这些文件存储在状态中
print("Memory files created:", list(result["memory_files"].keys()))

# 第二次调用:搜索我们刚刚记录的记忆
# 状态会通过检查点自动持久化
result = agent.invoke(
    {"messages": [HumanMessage("Search my memories for project deadlines")]},
    config=config,
)
print(result["messages"][-1].content)
已创建记忆文件:['/memories/project_info.md']
我在记忆中找到了您的项目截止日期!以下是我记录的内容:

## 重要截止日期
- **代码审查截止日期:** 3月10日
- **项目截止日期:** 3月15日

## 备注
- 代码审查必须在最终项目截止日期前 5 天完成
- 需确保所有代码在 3月10日前准备好进行审查

关于这些截止日期,您还有什么想了解或更新的具体内容吗?