工具调用工作流

Tool Use 的价值最终体现在一次完整、可观测、可回滚的调用链路中。本章从端到端视角拆解这条链路，并用状态机描述其中的关键分支。

端到端生命周期

状态机视图

各阶段详解

1. Register / Discover

工具可以在编译期、启动期或运行期被发现。启动期注册适合稳定内部能力；运行期发现适合 MCP 插件生态。发现完成后，Registry 会维护一份元数据视图，供后续所有轮次使用。当工具数量较大时，本阶段还会构建检索索引（名称 + 描述 embedding），供每轮按需召回 Top-K 候选工具，而不是把全量 schema 注入 Prompt（见第 2 章渐进披露）。

2. Model Decision

Orchestrator 把系统提示、用户输入、可用工具描述、历史消息一起发给模型。模型输出可能是：

• 直接文本回答（无工具）。
• 一个或多个工具调用请求（并行或串行）。

3. Parse

Parser 把模型输出转换为内部标准结构：

class ToolInvocation:
    call_id: str
    tool_name: str
    arguments: dict

不同厂商的输出形态不同：OpenAI 是 tool_calls 数组，Anthropic 是 tool_use 内容块，Google 是 function_call part。Parser 需要屏蔽这些差异。

4. Validate

Validator 至少执行两层校验：

• Schema 校验：参数是否符合 JSON Schema，必填字段是否存在，类型是否正确。
• 语义校验：例如数值范围、业务规则、字符串白名单、时间窗口等。

如果校验失败，通常不应静默忽略，而要把错误信息返回给模型，让它有机会自我修正。

5. Permission / Policy

敏感操作（写数据、发邮件、扣款、删除资源）需要经过权限检查。策略可能包括：

• 基于身份的 ACL。
• 基于操作风险的动态审批。
• 基于数据敏感度的脱敏或拒绝。
• 人机确认（HITL）弹窗。

6. Execute

Executor 把调用分发给真实实现。这里需要考虑：

• 并发：独立调用并行执行，并设置最大并发数。
• 超时：每个调用设置硬超时（区分连接超时与整体超时）。
• 重试：对瞬时故障进行有限重试。2026 年的最佳实践是 verify-before-retry：工具调用可能出现“非原子失败”——请求超时但服务端实际已执行、效果延迟可见、部分写入（arXiv 2608.02645）。直接重放调用会造成重复扣款、重复下单等副作用；正确做法是先用只读工具检查外部状态/后置条件，确认动作确实未生效再重试，配合幂等键更安全。
• 熔断：连续失败时快速失败，避免拖垮下游。
• 降级：主路径失败时返回兜底结果或缓存。

7. Format

Formatter 把执行结果转换为模型能消费的消息格式，并进行必要处理：

• JSON 序列化。
• 超长结果截断或摘要。
• 错误信息脱敏。
• 按厂商要求包装 tool_call_id / tool_use_id。

8. Feedback

格式化后的消息被追加到对话历史中，模型基于新的上下文继续生成。同时，调用记录被写入 Memory 和 Observer，用于后续检索与审计。

长任务中工具历史会不断膨胀，撑爆上下文并推高成本。2026 年起托管运行时开始内置 context compaction：例如 OpenAI Agents API（2026-09 公测）会在长任务中自动压缩早期工具历史；自托管系统则应在 Feedback 阶段对过旧的 tool_result 做摘要或外置到 Memory，只保留引用。

终止条件

工具调用循环不会无限进行，常见终止条件包括：

• 模型不再返回工具调用，直接给出最终答案。
• 达到最大轮次限制（max turns）。
• 达到最大工具调用次数（max tool calls）。
• 用户明确终止。
• 连续多轮出现相同错误，判定为无法继续。
• Planning 模块判定任务目标已达成。

失败分支

失败类型	典型原因	处理方式
Parse Error	模型输出非结构化或 JSON 非法（在受约束解码普及后已大幅减少）	返回错误 Observation，允许模型重试
Validation Error	参数类型/必填/范围不符合	返回具体校验错误，模型修正
Permission Denied	当前身份无权调用	返回拒绝说明，必要时触发 HITL
Execution Error	下游服务异常、超时、网络抖动	验证状态后再重试（verify-before-retry）、熔断、降级
Non-atomic Failure	调用超时但实际已生效，效果延迟可见	先查外部状态，确认未生效再重试，避免重复副作用
Malformed Result	下游返回非预期格式	在 Formatter 中兜底处理
Loop / No Progress	多轮调用未推进任务	终止并交给用户或 Reflection 模块

下一章将逐一对核心模块的职责、输入输出和接口进行深入设计。