01:Agent Loop 深度剖析:ReAct 循环的工程实现

引言

Agent Loop 是 CountBot 的核心引擎,实现了经典的 ReAct(Reasoning + Acting)循环模式。本文将深入分析其工程实现,探讨如何将学术概念转化为可靠的生产代码。

ReAct 循环原理

ReAct 模式的核心思想是让 LLM 交替进行"推理"和"行动":

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用户提问 → LLM 推理 → 决定调用工具 → 执行工具 → 将结果反馈给 LLM → 继续推理 → ... → 最终回答

这个循环可能执行多轮,直到 LLM 认为已经收集到足够信息来回答用户问题。

AgentLoop 核心实现

初始化参数

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class AgentLoop:

def __init__(

self,

provider, # LLM Provider 实例

workspace: Path, # 工作空间路径

tools, # ToolRegistry 实例

context_builder=None, # 上下文构建器

session_manager=None, # 会话管理器

subagent_manager=None, # 子代理管理器

model: str | None = None,

max_iterations: int = 25, # 最大循环次数(安全阀)

max_retries: int = 3, # LLM 调用重试次数

retry_delay: float = 1.0, # 重试延迟

temperature: float = 0.7,

max_tokens: int = 4096,

):

关键设计点:

  • max_iterations = 25 作为安全阀,防止 LLM 陷入无限工具调用循环

  • max_retries = 3 处理 LLM API 的瞬时故障

  • 所有依赖通过构造函数注入,便于测试和替换

消息处理流程

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async def process_message(

self, message, session_id, context=None,

media=None, channel=None, chat_id=None, cancel_token=None

) -> AsyncIterator[str]:

process_message 是一个异步生成器,通过 yield 逐步返回流式响应。这种设计使得调用方可以实时获取 LLM 的输出,而不必等待整个处理完成。

工具调用编排

当 LLM 返回 tool_call 时,AgentLoop 执行以下步骤:

  1. 解析工具调用 :从 StreamChunk.tool_call 中提取工具名和参数

  2. 参数验证 :通过 Tool.validate_params() 验证参数合法性

  3. 执行工具 :调用 ToolRegistry.execute() 执行工具

  4. 结果注入 :将工具执行结果作为 tool 角色消息注入对话历史

  5. 继续推理:将更新后的消息列表再次发送给 LLM

    伪代码展示核心循环

    for iteration in range(self.max_iterations):

    async for chunk in self.provider.chat_stream(messages, tools):

    if chunk.is_content:

    yield chunk.content # 流式输出文本

    if chunk.is_tool_call:

    tool_calls.append(chunk.tool_call)

    if not tool_calls:

    break # LLM 没有请求工具调用,循环结束

    for tc in tool_calls:

    result = await self.tools.execute(tc.name, **tc.arguments)

    messages.append({"role": "tool", "content": result, "tool_call_id": tc.id})

    tool_calls.clear()

取消令牌机制

CountBot 实现了优雅的任务取消机制:

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# 全局取消令牌管理

_session_cancel_tokens: dict[str, CancellationToken] = {}



def cancel_session(session_id: str) -> bool:

if session_id in _session_cancel_tokens:

_session_cancel_tokens[session_id].cancel()

return True

return False

在 AgentLoop 的每次迭代中检查取消令牌,确保用户可以随时中断长时间运行的任务。

错误处理策略

分层错误处理

  1. LLM 调用层:自动重试 + 指数退避

  2. 工具执行层:捕获异常并将错误信息作为工具结果返回给 LLM

  3. 循环层max_iterations 防止无限循环

工具执行错误的优雅降级

当工具执行失败时,错误信息会被格式化后返回给 LLM,让 LLM 自行决定如何处理:

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try:

result = await tool.execute(**arguments)

except Exception as e:

result = f"工具执行失败: {str(e)}"

# 无论成功失败,都将结果反馈给 LLM

messages.append({"role": "tool", "content": result})

这种设计让 LLM 有机会尝试其他方案或向用户解释失败原因。

性能优化

流式响应

整个链路都是流式的:LLM 流式生成 → AgentLoop 流式 yield → WebSocket 流式推送。用户可以在 LLM 生成第一个 token 时就看到响应开始。

上下文窗口管理

通过 ContextBuilder 智能管理上下文窗口:

  • 系统提示词(固定)

  • 记忆摘要(压缩的历史信息)

  • 最近 N 条对话历史(滑动窗口)

  • 当前消

总结

CountBot 的 Agent Loop 实现展示了如何将 ReAct 理论优雅地工程化。通过异步生成器实现流式响应、通过安全阀防止失控、通过错误反馈实现自愈,这些设计模式值得在任何 AI Agent 项目中借鉴。

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