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状态机模式 描述了代理在任务的不同状态中移动时其行为发生变化的工作流程。本教程展示了如何使用工具调用来实现状态机,通过动态更改单个代理的配置——根据其当前状态更新其可用工具和指令。状态可以来自多个来源:代理过去的操作(工具调用)、外部状态(例如 API 调用结果),甚至初始用户输入(例如,运行分类器来确定用户意图)。 在本教程中,您将构建一个执行以下操作的客户支持代理:
  • 在继续之前收集保修信息。
  • 将问题分类为硬件或软件问题。
  • 提供解决方案或升级至人工支持。
  • 在多次对话轮次中保持对话状态。
子代理模式 不同(其中子代理作为工具被调用),状态机模式 使用单个代理,其配置根据工作流程进度而变化。每个“步骤”只是同一底层代理的不同配置(系统提示 + 工具),根据状态动态选择。 以下是我们将构建的工作流程:

设置

安装

本教程需要 langchain 包:
更多详细信息,请参阅我们的 安装指南

LangSmith

设置 LangSmith 以检查代理内部正在发生的事情。然后设置以下环境变量:

选择 LLM

从 LangChain 的集成套件中选择一个聊天模型:
👉 阅读 OpenAI 聊天模型集成文档

1. 定义自定义状态

首先,定义一个跟踪当前活动步骤的自定义状态架构:
current_step 字段是状态机模式的核心——它决定了每一轮加载哪个配置(提示 + 工具)。

2. 创建工作流状态管理工具

创建更新工作流状态的工具。这些工具允许代理记录信息并过渡到下一步。 关键在于使用 Command 来更新状态,包括 current_step 字段:
请注意 record_warranty_statusrecord_issue_type 如何返回 Command 对象,同时更新数据(warranty_status, issue_type)和 current_step。这就是状态机的工作原理——工具控制工作流程的进展。

3. 定义步骤配置

为每个步骤定义提示和工具。首先,为每个步骤定义提示:
然后使用字典将步骤名称映射到它们的配置:
这种基于字典的配置使得:
  • 一目了然地查看所有步骤
  • 添加新步骤(只需添加另一个条目)
  • 理解工作流程依赖关系(requires 字段)
  • 使用带有状态变量的提示模板(例如 {warranty_status})变得容易

4. 创建基于步骤的中间件

创建从状态读取 current_step 并应用适当配置的中间件。我们将使用 @wrap_model_call 装饰器来实现干净的代码:
此中间件:
  1. 读取当前步骤:从状态获取 current_step(默认为 “warranty_collector”)。
  2. 查找配置:在 STEP_CONFIG 中找到匹配的条目。
  3. 验证依赖项:确保存在所需的状态字段。
  4. 格式化提示:将状态值注入提示模板。
  5. 应用配置:覆盖系统提示和可用工具。
request.override() 方法很关键——它允许我们根据状态动态更改代理的行为,而无需创建单独的代理实例。

5. 创建代理

现在使用基于步骤的中间件和用于状态持久化的检查点创建代理:
为什么需要检查点? 检查点在对话轮次之间维护状态。如果没有它,current_step 状态将在用户消息之间丢失,从而破坏工作流程。

6. 测试工作流

测试完整的工作流程:
预期流程:
  1. 保修验证步骤:询问保修状态
  2. 问题分类步骤:询问问题详情,确定是硬件问题
  3. 解决步骤:提供保修维修说明

7. 理解状态转换

让我们追踪每一轮发生了什么:

第一轮:初始消息

中间件应用:
  • 系统提示:WARRANTY_COLLECTOR_PROMPT
  • 工具:[record_warranty_status]

第二轮:记录保修后

工具调用:record_warranty_status("in_warranty") 返回:
下一轮,中间件应用:
  • 系统提示:ISSUE_CLASSIFIER_PROMPT(使用 warranty_status="in_warranty" 格式化)
  • 工具:[record_issue_type]

第三轮:问题分类后

工具调用:record_issue_type("hardware") 返回:
下一轮,中间件应用:
  • 系统提示:RESOLUTION_SPECIALIST_PROMPT(使用 warranty_statusissue_type 格式化)
  • 工具:[provide_solution, escalate_to_human]
关键见解:工具通过更新 current_step 驱动工作流程中间件响应并在下一轮应用适当的配置。

8. 管理消息历史

随着代理逐步推进,消息历史会增长。使用 摘要中间件 压缩早期消息,同时保留对话上下文:
有关其他内存管理技术,请参阅 短期记忆指南

9. 增加灵活性:返回

某些工作流程需要允许用户返回到之前的步骤以更正信息(例如,更改保修状态或问题分类)。然而,并非所有转换都是有意义的——例如,一旦退款已处理,通常无法返回。对于这个支持工作流程,我们将添加工具以返回到保修验证和问题分类步骤。
如果您的工作流程需要在大多数步骤之间进行任意转换,请考虑是否真的需要结构化工作流程。此模式最适合步骤遵循清晰的顺序进展,偶尔向后转换以进行更正的情况。
向解决步骤添加“返回”工具:
更新解决专家提示以提及这些工具:
现在代理可以处理更正:

完整示例

以下是所有内容的可运行脚本:

下一步