【AI白皮书】AI应用开发框架

news/2025/11/29 15:20:09/文章来源:https://www.cnblogs.com/df888/p/19261103

3.1 智能体的定义与主流开发范式

3.1.1 什么是智能体

智能体(Agent)可以理解为一个具备自主理解、规划、记忆和工具使用能力的数字化实体。

我们在前面了解到LLM、MCP,它们和Agent是啥关系呢?LLM是“大脑”,Agent是“身体”,Agent通过MCP协议访问外部能力(Tools / Resources)。

【纯LLM交互】
用户:帮我分析main.py文件
LLM:我无法直接访问文件,请您将文件内容粘贴给我【Agent交互】
用户:帮我分析main.py文件
Agent:我来读取并分析这个文件→ 调用文件读取工具→ 分析代码结构→ 提供详细分析报告

智能体让AI从一个只会内容生成的语言模型,进化成一个具备自主规划能力的行动者。

3.1.2 智能体的主流开发范式

  • 简单LLM应用:直接调用模型API实现内容生成

  • 单智能体:增加RAG、Tool、Memory等,让模型具备与特定环境交互的能力

  • 工作流:将应用拆分,形成多个独立子智能体,再按照预定义的流程编排起来

  • 多智能体系统:相比于工作流,多智能体系统采用的是模型驱动的、对话式的流程编排,各个子智能体具备更多的自主决策权

3.1.3 单智能体

典型的单智能体架构如下:

单智能体非常依赖底层模型能力。

3.1.4 工作流

1、Chain - 链式工作流

每一步由一个独立的LLM调用完成,并将上一阶段的输出作为下一阶段的输入。

2、Routing - 路由工作流

对输入进行分类,将它们分派到专门设计的下游任务或处理路径。

3.1.5 多智能体系统

由多个具备一定自治能力的Agent组成,每个Agent有自己的角色、能力或工具使用范围。它们之间可以通过消息或上下文进行交互,协同完成复杂目标。

3.2 开发一个简单的智能体

3.2.1 智能体框架选型

Python:LangChain、LlamaIndex、AutoGen、CrewAI,开源的Google ADK、Strands等,阿里云开源的AgentScope等

Java:Spring AI Alibaba等

这本白皮书是阿里出的,后面就用Spring AI Alibaba为例进行介绍。

3.2.2 Spring AI Alibaba中的Agent定义

React Agent,采用ReAct模式,将推理(Reasoning)和行动(Action)交错进行,形成一个动态的“思考-行动-观察”循环。

思考(Thought):LLM分析当前的任务目标、已有的信息和可用的工具,然后生成一个关于下一步应该做什么的推理过程或计划。这个思路过程通常会以自然语言文本展示,解释了它的决策逻辑。

行动(Action):智能体决定调用的外部工具(如搜索引擎、数据库查询API或自定义函数)。它会生成结构化的指令,明确指出要调用的工具名称和所需的参数。

观察(Observation):应用程序执行工具调用,并将返回的结果(如搜索结果、API响应或函数返回值)作为观察信息反馈给智能体。

循环迭代:智能体收到观察结果,和之前的“思考”、任务目标结合,进入新一轮的思考阶段。它会评估上一步行动的结果是否使其更接近最终目标,并据此规划下一步的行动。

3.2.3 示例代码与Agentic API

1、快速定义一个简单的Agent

2、引导Agent的行为(设置Prompt提示词)

instruction包括以下信息:

  • 核心任务或目标

  • 性格或角色

  • 行为约束

  • 如何及何时使用工具

  • 期望的输出格式

第四章上下文工程将介绍更多instruction编写技巧。

3、更多高级设置:为Agent配置工具、模型参数等

LLM会根据当前的对话内容和自身的指令,利用工具的函数/工具名称、描述(来自文档字符串或description字段)以及参数结构(Schemas)来决定调用哪一个工具。

3.3 工作流与多智能体

3.3.1 Spring AI Alibab中的多智能体类型

总体上分为三种Agent类型:

ReactAgent:基本智能体

FlowAgent:包含多个ReactAgent,按照特定流程协作

  • SequentialAgent 串行

  • ParallelAgent 并行

  • LoopAgent 循环

  • LlmRoutingAgent 大模型决策

A2ARemoteAgent:分布式Agent

3.3.2 工作流 - SequentialAgent

Agent依次执行,上一个Agent的输出会作为下一个Agent的输入。

示例,开发一个文章协作助手的智能体:

先定义了2个ReactAgent,然后定义了1个SequentialAgent将它们串联起来。

3.3.3 工作流 - ParallelAgent

并行执行的工作流模式。

示例,开发一个智能搜索助手的智能体:

3.3.4 工作流 - LoopAgent

在指定的迭代次数内重复运行一系列代理,或者直到满足终止条件。

3.3.5 多智能体系统 - LlmRoutingAgent

通过模型决策下一个子智能体走向。

内置prompt:

具体示例代码:

3.4 从单进程到分布式部署

通过将Sub-Agent进行独立部署和维护,同时多个Sub-Agent间通过远程调用代替内存调用的方式,实现各个Sub-Agent独立迭代和维护。

3.4.1 什么是A2A协议

A2A协议,Agent2Agent,是Google在开源社区中推出的分布式智能体之间的统一通信协议。

1、A2A协议中的角色

  • 用户(User)

  • A2A客户端(Client Agent)

  • A2A服务端(Remote Agent)

2、A2A协议中的元素

  • 智能体卡片(Agent Card)

  • 任务(Task)

  • 消息(Message)

  • 产出物(Artifact)

  • 内容块(Part)

3、A2A协议中的交互机制

  • 轮询(Polling)

  • 流式传输(Streaming)

  • 推送通知(Push Notification)

3.4.2 A2A协议的工作流

1、发现A2A Server的AgentCard

2、A2A授权和权限认证

3、发起A2A请求

同步请求

流式请求

3.4.3 基于Nacos A2A Registry的自动注册与发现

A2A工作流程的首个步骤就是进行远端Agent的AgentCard获取和发现。

1、AgentCard的作用

AgentCard是A2A Server的数字名片,为发现与交互提供必要信息,包括以下内容:

  • 身份信息:名称、描述、服务提供方。

  • 服务端点:远端Agent的访问URL,包含完整的域名/IP,端口,URI等。

  • 协议能力:支持的协议功能(如流式传输streaming或推送通知pushNotifications)。

  • 认证方式:交互所需的鉴权机制(如Bearer令牌、OAuth2)。

  • 技能列表:智能体可执行的任务或功能(AgentSkill对象),含技能ID、名称、描述、输入/输出模式及示例。

A2A Client通过AgentCard判断远端Agent是否适配当前任务、如何构建请求以及安全通信方式。

2、AgentCard的获取方式

直接配置

固定URI(Well-Known URI)

另外还有第三种方式,注册中心。

3.4.4 Nacos A2A注册中心

由注册中心维护AgentCard集合,客户端通过查询条件(如技能、标签、提供方)检索目标。

Nacos还支持对Agent的版本进行管理和快速回滚。Nacos除了作为A2A注册中心,还可以作为MCP服务的注册中心,以及Prompt的动态管理中心。

3.5 消息驱动的智能体开发模式

AI云原生架构下的消息队列必须具备以下特点:

  • 支持长会话与大消息体的消息中枢。

  • 实现削峰填谷、定速消费的智能调度能力。

  • 提供优先级、权重控制的分级事件驱动机制。

  • 构建高可靠、可恢复的Agent编排引擎。

3.5.1 消息模型提升AI通信效率

RocketMQ提出了一种创新的轻量化架构:

核心理念是:为每个会话或问题,动态创建一个独立的轻量级主题(Lite-Topic)。

以客户端与AI服务建立会话为例,系统自动创建一个以SessionID命名的专属队列,所有会话历史、上下文和中间结果均以消息形式在该主题中有序流转。

这一架构提供了四大核心能力:

  • 百万级Lite-Topic支持:单集群管理百万级Lite-Topic,每个会话独立Topic,高并发下会话隔离,性能无损。

  • 全自动轻量管理:Lite-Topic按需动态创建,连接断开后自动回收。

  • 大消息体传输能力:支持数十MB以上消息,可承载长Prompt、图像、文档等。

  • 严格顺序消息保障:在单队列内保证消息有序,确保LLM流式输出的token顺序不乱。

轻量级发送

Queue的消息是某个Broker专属的,一个Lite-Topic的发送只会到一台Broker,而不是轮询发送。

轻量级订阅

以client_ID维度维护订阅关系,管理消费进度。新增互斥消费模式。TTL到期后自动删除订阅关系。

消息分发策略

  • 客户端发起读请求不再指定Topic,而是Broker根据client_ID识别订阅关系,并返回多个Topic的多条消息。

  • 引入Topic ready set,在POP请求处理时直接访问就绪的topic。

  • 当订阅上线、新消息发送、消息ACK后仍有消息、order Lock释放时往Topic ready set进行add操作。

3.5.2 基于消息驱动的智能化资源调度

核心能力:

  • 天然削峰填谷,保护AI算力:消息队列可缓存突发请求。

  • 定速消费,精准控制算力使用:支持为消费者组设置消费配额。

  • 优先级调度,实现智能资源分配:抢占式优先级,权重动态分配。

3.6 基于统一元数据的AI协同开发模式

AI时代,可以基于统一元数据,所有交付物都使用HTML格式,每个角色的产出可以直接被下游角色使用,并且在开发全流程的每个环节都基于AI提效。

统一元数据需要长期建设,包括设计系统、组件库、API规范、状态管理等。从建立需求即代码的团队协作基准开始,从组件契约标准化入手,逐步构建跨工具链的智能开发环境。

参考资料:

https://developer.aliyun.com/ebook/8479

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