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概述

路由模式是一种 多智能体 架构,其中路由步骤对输入进行分类并将其定向到专用智能体,结果被综合为组合响应。当组织的知识分布在不同的 垂直领域(每个都需要自己的智能体、专用工具和提示的独立知识域)时,此模式表现出色。 在本教程中,您将构建一个多源知识库路由器,通过真实的企业场景展示这些优势。该系统将协调三个专家:
  • GitHub 智能体:搜索代码、问题和拉取请求。
  • Notion 智能体:搜索内部文档和维基。
  • Slack 智能体:搜索相关线程和讨论。
当用户询问“如何验证 API 请求?”时,路由器将查询分解为特定于来源的子问题,并行将它们路由到相关智能体,并将结果综合为连贯的答案。

为什么使用路由?

路由模式提供几个优势:
  • 并行执行:同时查询多个来源,与顺序方法相比减少延迟。
  • 专用智能体:每个垂直领域都有针对其领域优化的专注工具和提示。
  • 选择性路由:并非每个查询都需要所有来源——路由器智能地选择相关的垂直领域。
  • 针对性子问题:每个智能体接收针对其领域定制的问题,提高结果质量。
  • 清晰综合:来自多个来源的结果被组合成单个连贯的响应。

概念

我们将涵盖以下概念:
路由器与子智能体子智能体模式 也可以路由到多个智能体。当您需要进行专用预处理、自定义路由逻辑或希望显式控制并行执行时,请使用路由模式。当希望 LLM 动态决定调用哪些智能体时,请使用子智能体模式。

设置

安装

本教程需要 langchainlanggraph 包:
更多详细信息,请参阅我们的 安装指南

LangSmith

设置 LangSmith 以检查智能体内部发生的情况。然后设置以下环境变量:

选择 LLM

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

1. 定义状态

首先,定义状态模式。我们使用三种类型:
  • AgentInput:传递给每个子智能体的简单状态(仅查询)
  • AgentOutput:每个子智能体返回的结果(来源名称 + 结果)
  • RouterState:主工作流状态,跟踪查询、分类、结果和最终答案
results 字段使用 归约器(Python 中的 operator.add,JS 中的 concat 函数)来收集并行智能体执行的输出到一个列表中。

2. 为每个垂直领域定义工具

为每个知识域创建工具。在生产系统中,这些将调用实际 API。对于本教程,我们使用返回模拟数据的存根实现。我们在 3 个垂直领域定义了 7 个工具:GitHub(搜索代码、问题、PR)、Notion(搜索文档、获取页面)和 Slack(搜索消息、获取线程)。

3. 创建专用智能体

为每个垂直领域创建一个智能体。每个智能体都有领域特定的工具和针对其知识源的优化提示。所有三个都遵循相同的模式——只有工具和系统提示不同。

4. 构建路由器工作流

现在使用 StateGraph 构建路由器工作流。工作流有四个主要步骤:
  1. 分类:分析查询并确定要调用的智能体及其子问题
  2. 路由:使用 Send 并行分发到选定的智能体
  3. 查询智能体:每个智能体接收简单的 AgentInput 并返回 AgentOutput
  4. 综合:将收集的结果组合成连贯的响应

5. 编译工作流

现在通过连接节点与边来组装工作流。关键是使用带有路由函数的 add_conditional_edges 以实现并行执行:
add_conditional_edges 调用通过 route_to_agents 函数将分类节点连接到智能体节点。当 route_to_agents 返回多个 Send 对象时,这些节点将并行执行。

6. 使用路由器

测试跨越多个知识域的查询:
预期输出:
路由器分析了查询,对其进行了分类以确定要调用的智能体(GitHub 和 Notion,但对于此技术问题不调用 Slack),并行查询了两个智能体,并将结果综合为连贯的答案。

7. 理解架构

路由器工作流遵循清晰的模式:

分类阶段

classify_query 函数使用 结构化输出 来分析用户的查询并确定要调用的智能体。这是路由智能所在的地方:
  • 使用 Pydantic 模型(Python)或 Zod 模式(JS)确保有效输出
  • 返回 Classification 对象列表,每个对象包含 source 和目标 query
  • 仅包含相关来源——无关来源将被省略
这种结构化方法比自由格式 JSON 解析更可靠,并使路由逻辑明确化。

使用 send 进行并行执行

route_to_agents 函数将分类映射到 Send 对象。每个 Send 指定目标节点和要传递的状态:
每个智能体节点接收简单的 AgentInput,仅包含 query 字段——而不是完整的路由器状态。这保持了接口的清晰和明确。

使用归约器收集结果

智能体结果通过 归约器 流回主状态。每个智能体返回:
归约器(Python 中的 operator.add)连接这些列表,将所有并行结果收集到 state["results"] 中。

综合阶段

所有智能体完成后,synthesize_results 函数迭代收集的结果:
  • 等待所有并行分支完成(LangGraph 会自动处理此操作)
  • 引用原始查询以确保答案解决了用户提出的问题
  • 结合来自所有来源的信息而不冗余
部分结果:在本教程中,所有选定的智能体必须在综合之前完成。

8. 完整的可运行示例

以下是所有内容在一个可运行的脚本中:

9. 高级:有状态路由器

到目前为止,我们构建的路由器是 无状态的(每个请求独立处理,调用之间没有记忆)。对于多轮对话,您需要 有状态 的方法。

工具包装器方法

添加对话记忆的最简单方法是将无状态路由器包装为一个工具,供对话智能体调用:
这种方法保持路由器无状态,而对话智能体处理记忆和上下文。用户可以拥有多轮对话,智能体将根据需要调用路由器工具。
工具包装器方法适用于大多数用例。它提供了清晰的分离:路由器处理多源查询,而对话智能体处理上下文和记忆。

完全持久化方法

如果您需要路由器本身维护状态——例如,在路由决策中使用之前的搜索结果——请使用 持久化 在路由器级别存储消息历史。
有状态路由器增加了复杂性。 当跨轮次路由到不同智能体时,如果智能体有不同的语气或提示,对话可能会感觉不一致。考虑使用 交接模式子智能体模式——两者都为具有不同智能体的多轮对话提供更清晰的语义。

10. 关键要点

当您有以下情况时,路由模式表现出色:
  • 不同的垂直领域:独立的知識域,每个都需要专用工具和提示
  • 并行查询需求:受益于同时查询多个来源的问题
  • 综合要求:来自多个来源的结果需要组合成连贯的响应
该模式有三个阶段:分解(分析查询并生成针对性的子问题)、路由(并行执行查询)和 综合(组合结果)。
何时使用路由模式当您有多个独立的知识来源、需要低延迟的并行查询并希望显式控制路由逻辑时,请使用路由模式。对于具有动态工具选择的更简单情况,请考虑 子智能体模式。对于智能体需要按顺序与用户交互的工作流,请考虑 交接

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