最近在研读 ClaudeCode 源码，其中 Agent 核心循环的设计堪称精巧，读完收获很大。这篇文章就从上到下完整梳理一遍核心循环的代码逻辑，既做一次学习记录，也为后续自己做类似项目积累可直接借鉴的设计思路。
全局概览
kotlin
开始
│
▼
┌──────────────────┐
│ 1. 初始化 │
│ 状态/预取 │
└────────┬─────────┘
│
▼
┌────────┐
◀───│ while │─── 继续 ◀─────┐
│ (true) │ │
└────┬───┘ │
│ │
▼ │
┌──────────────────┐ │
│ 2. 上下文管理 │ │
│ (多层压缩链) │ │
└────────┬─────────┘ │
│ │
▼ │
┌──────────────────┐ │
│ 3. 调用 AI 模型 │ │
│ 流式处理 │ │
└────────┬─────────┘ │
│ │
▼ │
┌───────────┐ │
│ 有工具调用?│ │
└─────┬─────┘ │
是 │ 否 │
▼ │ ▼ │
┌──────┐ │ ┌──────┐ │
│执行 │ │ │后处理│ │
│工具 │ │ │返回 │ │
└──┬───┘ │ └──────┘ │
│ │ │
└─────┴──────────────────────┘
│
▼
┌──────────────────┐
│ 4. 组装并递归 │
│ state = next │
└────────┬─────────┘
│
└── continue ──▶ while(true)初始化循环状态
state：记录了循环过程中所有可变的上下文信息，确保多轮循环的连贯性。
详情如下:
ts
let state: State = {
//完整对话历史
//工具执行上下文
//最大输出token数
//自动压缩跟踪状态
//是否已激活停止钩子
//最大输出token恢复次数
//应急压缩标记
//当前轮数
//待处理工具使用摘要
//上一次迭代继续的原因
}主循环
就是一个 while(true) 循环、进入循环可以依次看到：
上下文管理
压缩机制：
- applyToolResultBudget： 工具结果存储优化，过大结果截断并持久到磁盘
- snipCompact ：裁剪过旧的工具结果内容，精简历史消息。
- microcompact：超时自动卸载缓存的工具结果到磁盘，释放内存。
- contextCollapse：如果上下文折叠特性开启，执行折叠（智能折叠代码块、测试文件等）
- autocompact：执行自动压缩，生成摘要替换大量历史消息。返回压缩结果和连续失败次数。
上下文压缩后续代码还有一层：reactive compact（应急压缩 ），相关逻辑在无工具调用章节错误处理部分。
构建系统提示词：
系统提示分为两部分拼接，结构非常清晰：
- systemPrompt：AI 身份、能力、MCP 工具规则、输出风格、语气等；
- systemContext：动态的环境信息，此上下文会添加到每段对话开头，并在对话期间进行缓存。包括 Git 状态、缓存破坏器（仅 Ant 环境，用于强制刷新缓存）等。
ts
const fullSystemPrompt = asSystemPrompt(
appendSystemContext(systemPrompt, systemContext),
);LLM 调用与流式处理
处理完上下文之后，就该调用LLM了。
调用 LLM：callModel（一大堆参数）
ts
for await (const message of deps.callModel({ // ... 一大堆参数
messages: prependUserContext(messagesForQuery, userContext), //把用户上下文加到消息列表前面
systemPrompt: fullSystemPrompt, // 系统提示
thinkingConfig: toolUseContext.options.thinkingConfig, // 思考配置
tools: toolUseContext.options.tools, // 工具列表
signal: toolUseContext.abortController.signal, // 终止信号
options: { // 模型调用选项
// 获取工具权限上下文（异步）
// 当前使用的模型
// 快速模式（如果启用）
// 工具选择策略
// 是否非交互式会话
// 回退模型 ：当主模型不可用 时（比如 Claude Opus 负载过高），自动切换到的 备用模型 （比如 Claude Sonnet）
// 查询来源
// Agent 定义
// 追加系统提示
// 最大输出 token 数
// MCP 工具列表
// 查询追踪
// 努力值和建议模型
// 跳过缓存写入 是否跳过缓存写入
// 任务预算
}))消息处理逻辑：
- if (streamingFallbackOccured)：如果发生流式回退，将之前生成的消息标记为"墓碑"（从界面移除），清空所有收集的消息，重置状态；
- 为工具调用块的输入字段；
- 检查消息是否是可恢复的错误（提示过长、最大输出 token 等）。
- 收集助手消息和工具调用块；
- 处理模型回退错误 切换到回退模型，处理已生成的消息；
回退模型 ：当主模型不可用 时（比如 Claude Opus 负载过高），自动切换到的 备用模型 （比如 Claude Sonnet）。
- 处理模型调用错误： 记录错误，返回模型错误状态（退出循环）
后处理与恢复：
-
执行后采样钩子
executePostSamplingHooks，比如会话记忆（sessionMemory）/技能改进（skillImprovement）； -
处理流式中断： 用户按 Escape 时，尽可能优雅地停止一切正在做的事情，给用户一个清晰的反馈，然后退出这一轮对话；
-
从上一轮对话中生成工具使用总结
pendingToolUseSummary。实现方法：这里使用的是 Claude 轻量级模型（Haiku），快速生成摘要。Haiku（约1秒），而主模型的流式响应需要 5-30 秒。
无工具调用时的处理
如果没有工具调用，处理最后一条消息，阻断式编程，先进行多种错误拦截与恢复：
-
处理 isWithheld413：prompt-too-long 错误，
-
首先尝试 context-collapse 恢复（上下文折叠）
-
如果 context-collapse 无法恢复，尝试 reactive compact（应急压缩 ）
- 如果成功，更新状态并继续
- 如果失败，产出错误消息并退出return { reason: 'prompt_too_long' }
-
-
处理isWithheldMaxOutputTokens：max_output_tokens 错误：首先尝试升级重试（从 8k 提升到 64k），如果不行，进行多轮恢复（最多 3 次），如果恢复耗尽，产出错误消息
-
执行 stop hooks：
-
Token 预算控制机制：
- 预算未用完：添加提示消息 → 重置恢复计数 → 继续下一轮
- 预算已用完：记录完成事件 → 退出循环
- 边际收益递减：提前停止 → 记录日志 → 退出循环
如果没有错误，就正常完成 return { reason: 'completed' }, 退出循环
有工具调用时的处理
两种执行模式 ,根据是否使用了流式工具执行，选择不同的工具执行路径:
- 流式执行 vs 批量执行 ：
| 执行模式 | 触发条件 | 执行逻辑 | 优势 |
|---|---|---|---|
| 流式执行（Streaming） | 存在 streamingToolExecutor | 多工具并行执行，谁先完成谁先返回结果 | 速度快，响应流畅，适合多工具调用场景 |
| 批量执行（Batch） | 无流式执行器 | 工具按顺序执行，所有工具完成后统一返回结果 | 逻辑简单，适合工具间有依赖的场景 |
-
批量工具执行完成后生成工具使用摘要，并将该摘要传递至下一次递归调用
- 提取最后一条助手消息的文本作为上下文
- 收集工具信息用于生成摘要
- 提取结果内容
- 生成工具使用摘要
generateToolUseSummary（异步，不阻塞下一轮 API 调用）:生成摘要后保存到nextPendingToolUseSummary,在下一轮使用之前就可以生成.
-
处理工具执行中断：
- 清理计算机使用状态
- 产出中断消息
- 如果达到最大轮数，产出提示
- 返回工具中断状态 return { reason: 'aborted_tools' } // 退出循环
上下文组装与迭代
最后的阶段，确保了 Agent 的上下文能够无缝传递给下一轮：
-
获取命令队列快照，按优先级筛选 。主线程只取无 agentId 的命令，子 Agent 只取针对自己的任务；
-
产出附件消息（文件变更、任务通知、记忆、技能等）
-
记忆预取和消费
pendingMemoryPrefetch,保证记忆不被重复使用； -
注入 skill ：注入技能发现（Skill Discovery）的结果；
-
从命令队列中移除已消费的命令；
-
刷新 mcp 工具：在每次轮次之间刷新工具，使新连接的MCP服务器可用；
-
轮次计数:每执行一轮工具调用，轮次计数 +1；
-
主 Agent 生成任务摘要（用于
claude ps）； -
检查是否达到最大轮数限制
-
构建下一轮循环状态 state：
- 合并所有消息
messages,toolUseContext等; - 重置恢复计数器;
- 传递待处理的工具摘要,把本轮生成的摘要传给下一轮:
pendingToolUseSummary: nextPendingToolUseSummary; - 设置迭代原因为"下一轮"，回到循环开头。
- 合并所有消息
到这里整个循环逻辑就从上到下走了一遍。
循环关键返回值总结
| 返回值 | 含义 |
|---|---|
{ reason: 'completed' } |
正常完成 |
{ reason: 'aborted_streaming' } |
流式中断 |
{ reason: 'aborted_tools' } |
工具执行中断 |
{ reason: 'blocking_limit' } |
超过阻塞限制 |
{ reason: 'prompt_too_long' } |
提示过长 |
{ reason: 'max_turns' } |
达到最大轮数 |
{ reason: 'stop_hook_prevented' } |
stop hook 阻止 |
{ reason: 'hook_stopped' } |
hook 停止 |
借鉴设计思想
整个代码看下来，不愧是"宇宙最强"，觉得可以借鉴一二：
- 多层上下文压缩：层层压缩，保证多轮对话质量与成本平衡；
- 流式工具执行：调用工具极快，在 LLM 生成的过程中，有些工具已经执行完毕。 体验极快，只是工程复杂度更高；
- 错误处理与恢复：多种错误处理与兜底、重试机制等；
- 异步处理： 工具摘要、记忆预取、技能刷新都异步做，不阻塞主交互流程。
最后也分享个彩蛋。在源代码开头有一段Claudecode开发者的注释，可以看到其精神状态，也是相当幽默，估计也踩过很多坑。取了其中一段翻译一下：
年轻的巫师，请谨记这些规则。它们是thinking的法则，而thinking的法则即是宇宙的法则。倘若你不遵守这些规则，将会遭受整日调试代码、抓耳挠腮的惩罚。
本人水平有限，文章难免有不严谨之处，后续还会继续深挖学习。