詳解Agentic AI的五種設計模式 原創
開篇
?最近,“Agentic AI” 的熱度在技術圈迅速躥紅。但我認為,這不是偶然現象,而是 AI 技術發展到當前階段的一個必然產物。OpenAI、Google、Anthropic 這些大公司已經將基礎大模型的能力推進到了一個很高的水平 —— 強大的理解、生成和推理能力不再是稀缺品。
市場核心命題由此轉變:如何將這強大的基礎智能,轉化為能真正解決商業痛點、創造價值的實用方案。無論是企業還是開發者,目光都已超越模型的實驗室表現或炫目的演示。他們迫切需要的,是能夠無縫嵌入真實業務流程、精準完成復雜具體任務的引擎。
但現實世界的商業邏輯從來不是簡單的一問一答。它天然充滿了糾纏的復雜性:任務往往包含一連串需要動態決策的環節、涉及調用多種專業工具、要求持續追蹤狀態變化、并具備自主規劃執行路徑的能力。這是一個環環相扣、需動態適應的多步驟過程。
這正是基礎模型顯露力不從心的地方:它如同一個擁有超凡 “腦力” 的天才,卻不擅長管理流程、記錄任務狀態、協調多個執行步驟,更別提從容處理過程中的意外和差錯。讓這樣一個 “天才” 直接上陣處理端到端的復雜業務?結果往往是效率低下、表現笨拙、穩定性堪憂 —— 它缺了一套至關重要的 “執行力” 系統。
Agentic AI 的核心使命,正是填補這個巨大的空白。它并非憑空創造新模型,而是引入了一種革命性的架構思想:將龐雜任務拆解,交給一群職責清晰的 “智能體”(Agents)去執行。 每個智能體都如同一位專精的 “數字工作者”:目標明確(知道要干什么),能力齊備(掌握必要的工具,如調用 API 或查詢數據庫),判斷有理(遵循設定的決策邏輯),反應敏銳(能感知環境變化,如上下文、用戶輸入、系統狀態)。
傳統 AI VS Agentic AI
大家可以想象這種場景,當大模型扮演電商銷售人員處理客戶投訴: “已付款但未收到訂單確認”的投訴。
傳統大模型: 生成一條建議如 “請檢查郵箱垃圾箱或聯系客服”,然后 ——處理就停在這里。它只是播報了信息,剩下的人工操作仍需工程師自己處理。
Agentic AI : 系統則會更加主動,執行如下操作:
- 分析智能體,識別問題類型(比如 “訂單狀態異常”)。?
- 查詢智能體,調用訂單系統的接口,提取相關訂單和支付數據。?
- 診斷智能體,接收數據,展開故障排查(是支付網關慢了?通知沒發出?還是系統處理卡殼了?)。?
- 執行智能體,根據診斷結果,精準調用相應接口解決問題(例如重發確認通知、手動修正訂單狀態)。?
- 反饋智能體,向用戶發送處理進展或結果通知。?
監控智能體,遇到棘手失敗則平滑轉交人工介入。整個鏈條環環相扣,全程自動推進,工程師無需插手干預。
Agentic AI 火爆的根源正在于此: 它直接提供了一套可靠的處理機制,真正將 AI 的潛力轉化成了自主駕馭復雜、端到端業務難題的能力。這標志著轉變 ——AI 應用不再圍繞著單一模型有多酷炫,而是成為了工程師手中構建實用、穩定、能帶來真實商業價值的下一代智能應用所必不可少的核心底層框架。
什么是 Agentic AI ?
通過前面的例子,相信大家對 Agentic AI 有了一個基本的認識,它的本質是一種任務驅動型架構。是的, 它并不是新模型,而是讓現有模型 “真正干活” 的系統設計范式。其核心在于構建可自主感知→決策→執行→優化的智能體(Agents),通過多智能體協同解決傳統 AI 無法閉環的復雜問題。
關鍵架構特征
為了更加清晰地了解 Agentic AI ,我們需要從它的幾個關鍵特征入手:
1.原子化智能體 (Atomic Agents)
- 每個 Agent 承擔單一職責(如分析、查詢、執行)?
- 配備三要素:
A.目標(明確任務終點)
B.工具集(API 調用 / 數據庫查詢 / 計算模塊)
C.決策邏輯(if-then 規則 / LLM 推理引擎)
2.協同工作流 (Orchestration Workflow)
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智能體間通過消息總線傳遞結構化數據(非自然語言)
動態處理中斷 / 重試 / 優先級搶占(如監控 Agent 強制接管流程)
3.狀態感知引擎 (State Management)實時追蹤:
- 任務進度(步驟 1/3 完成)?
- 環境變量(庫存余量 / 服務降級狀態)?
- 異常標記(支付網關超時 = True)
AgenticAI 與傳統 AI 差異
我們通過下面一張表格,看看 Agentic AI 與傳統 AI 架構之間的差距。
維度 | 傳統 AI 應用 | Agentic AI |
任務處理 | 單次請求 - 響應 | 端到端閉環流程 |
錯誤處理 | 報錯即終止 | 自動重試 / 降級 / 轉人工 |
工具調用 | 需人工操作 | API 自主調用 |
狀態管理 | 無記憶 | 跨會話狀態持久化 |
復雜度上限 | 簡單問答 / 生成 | 業務流程自動化 |
通過表格可以看出:
- 任務處理機制:傳統模式止步于單次請求 - 響應(如用戶提問→模型回答),如同碎片化知識問答;Agentic AI 則構建端到端閉環流程,自主推進多步驟任務直至業務目標達成,如同全自動生產線。
- 錯誤容忍能力:傳統應用遭遇錯誤往往直接報錯崩潰(如 API 超時即返回失敗);Agentic AI 具備工程級魯棒性:自動重試降級方案(如切換備用支付通道)→ 規則內自愈 → 最終轉人工兜底。
- 工具集成方式:傳統流程需人工橋接工具(如工程師手動查數據庫再輸入模型);Agentic AI 的核心突破在于API 自主調用,智能體直接操作業務系統(如實時調取 CRM 數據修正訂單)。
- 狀態管理維度:傳統交互本質是無狀態會話(每次問答重置上下文);Agentic AI 實現跨會話狀態持久化,持續跟蹤任務進度、環境變量、異常標記(如訂單修復進度 70%)。
- 復雜度承載上限:傳統方案受限于簡單場景(問答 / 文生圖);Agentic AI 的架構設計天然適配多系統聯動的業務流程自動化(電商售后 / 供應鏈排程 / 跨平臺數據治理)。
Agentic AI 的五種設計模式
從上面的描述,我們可以知道 Agentic AI 是具有自我感知能力,同時以任務驅動的方式完成復雜的業務需求,實踐表明,Agentic AI 通過引入反復迭代和工具協作等機制,能夠顯著提升大模型的性能。例如,Andrew Ng (吳恩達)團隊的實驗發現,GPT 模型在常規零樣本模式下(未進行多輪迭代)的正確率為48.1%,而通過將其包裝在代理循環中后,正確率飆升至95.1%。
其核心思路是讓模型像人類一樣“反復審閱、改進”輸出。Andrew Ng 等人在其文章中將常見的代理設計模式歸納為:反思 (Reflection)、工具使用 (Tool Use)、規劃 (Planning) 和 多智能體協作 (Multi-Agent Collaboration)。在此基礎上,我們還額外介紹了 ReAct (推理+行動) 模式。下面將分別介紹這五種模式的概念、實現思路以及最佳實踐示例。
1.反思 (Reflection)
反思模式要求模型在初次生成答案后“審視”自己的輸出并提出改進建議。具體做法是:模型在回答完問題后,額外進行一次檢視(critique),比如提示它「回答完整嗎?有沒有遺漏?」;模型根據這個反饋修改或補充輸出。研究指出,這類似給模型增加了“暫停鍵”和“鏡子”,讓它像人類審稿者一樣發現問題并修正。
例如,LangChain 團隊在其 LangGraph 框架中實現了一個簡單的生成–反思循環:一個“生成”節點給出初步回答,一個“反思”節點扮演教師角色對回答進行批評,然后迭代生成新的答案。這種方式可以讓模型多次嘗試改進同一輸出,從而有效降低粗心錯誤率。實驗表明,添加反思步驟能幫助LLM更好地發現和修正邏輯漏洞,使最終輸出更加準確可靠。在實踐中,我們可以使用LangChain/ LangGraph等框架的反思示例組件(Reflexion)來實現這一過程,讓模型生成反饋并據此迭代更新回答。
2.工具使用 (Tool Use)
工具使用模式讓 LLM 能夠調用外部資源來補充知識或執行操作。說白了,智能體不再僅僅依賴自身訓練參數,而是通過工具與外部世界交互。常見做法包括:讓模型調用搜索引擎或網絡 API 獲取最新信息,使用 向量數據庫做檢索增強(RAG),或在 可執行環境 中運行代碼、計算器或圖表工具等。這樣可以避免模型在知識過時或計算題上胡亂“瞎猜”。例如,LangChain 框架提供了 Agent 組件,允許給模型定義一組工具(搜索、數據庫查詢、代碼執行等),并讓模型根據需要動態調用。
通過這種方式,LLM 可以在推理過程中根據提示決定使用哪個工具,而不是把所有信息都記在內部。典型應用是在 RAG 系統中,將模型與向量 DB 連接,讓智能體自行檢索相關文檔后再生成答案。LangChain 的 Agent 特性就是為此設計:“LLM 動態決定要使用哪些工具”,并且內置對 API、向量庫、搜索引擎等的集成支持。
最佳實踐是準備好各類工具模塊(如搜索插件、數據庫查詢函數、圖像/代碼執行器等),并通過明確的函數調用或工具描述幫助模型選擇。例如,可以使用 OpenAI 的函數調用功能 (Function Calling) 或 LangChain/LangGraph 中的工具接口,讓模型將“查詢數據庫”或“運行代碼”的指令轉換為實際 API 調用。
3.ReAct(推理 + 行動)
ReAct 模式結合了“推理(Reasoning)”與“行動(Acting)”,讓模型在解決問題時同時進行思考和執行。具體來說,模型在生成回答過程中交替輸出“思考鏈”(Thought) 和“動作”(Action),并將每一步的結果(Observation)反饋到循環中。說白了,就是邊想邊做。
例如,在幫助用戶查詢最近發票的場景中,智能體可能會先“Thought: 查詢發票數據庫”并執行這個動作。如果發現結果過時,它就“Thought: 最好先要求用戶確認數據”,然后執行“Action: 向用戶提問”并獲得反饋,再根據新信息重新查詢。ReAct 的核心優勢是持續循環“思考→行動→觀察”,使模型在遇到意外情況時能夠及時糾偏。研究表明,將這種 ReAct 提示與鏈式思維相結合,可以讓 LLM 利用外部工具獲取更多可靠信息,從而在任務完成度和可信度上顯著優于無此機制的方法。從實踐角度看,要實現 ReAct,需要同時具備執行工具(Action)和記憶上下文的能力:模型需要在運行時能夠調用外部函數/數據庫并記住過去的交互歷史,以便在每一步都能正確推理和調整。
4.規劃 (Planning)
規劃模式讓 LLM 在執行復雜任務前先制定整體方案并分解為子任務,即模型先生成一個多步驟的計劃,然后按照計劃依次推進。
比如,有人詢問“幫我推出一個新產品”,智能體首先會回答一個簡要的執行流程:
- 確定目標用戶群;?
- 設計產品落地頁;?
- 建立郵件營銷活動;?
- 撰寫產品發布文案;
并隨后逐條實現這些子目標。這種做法確保模型不會遺漏關鍵環節,并使任務執行更有條理。規劃可以通過在提示中明確讓模型先列出步驟清單來實現,或者借助記憶模塊(Memory)保存計劃信息,讓代理在后續對話中繼續跟進未完成的部分。
如果將生成的計劃保存在系統狀態或數據庫里,代理即使中途被打斷,也能恢復并完成剩余工作。規劃模式本質上讓智能體從被動回答者轉為主動的方案制定者,有助于處理需要多階段執行或復雜決策的問題。在實際應用中,一些代理框架(如 LangChain/ LangGraph)提供了分層任務管理的工具,而 AutoGen 等框架也支持定義和執行結構化計劃,使模型能夠自動跟蹤并推進各個子任務。
5. 多智能體協作 (Multi-Agent Collaboration)
多智能體協作模式讓多個代理分工合作,共同解決復雜問題。不同的代理扮演不同角色,各自負責任務的一部分,然后通過消息傳遞或共享內存進行交流和協同。
協作流程:用戶 “Query” 先到 PM agent,PM agent 根據需求委派給 Tech lead agent 等,Tech lead agent 協調 SDE agent 做技術實現,DevOps agent 保障流程穩定,最終整合結果以 “Response” 回應用戶,體現多角色智能體模擬人類團隊分工,協作處理復雜任務的模式,常用于 AI 多智能體系統、復雜業務流程自動化等場景,展示如何用多個專業分工的智能體,高效響應復雜需求。
各智能體(agent)及協作關系如下:
A.PM agent(產品經理智能體):接收用戶 “Query”,像實際工作里的產品經理一樣,負責初步理解需求、統籌協調,決定如何分配任務給其他智能體。
B.Tech lead agent(技術負責人智能體):可能由 PM agent 委派(Delegation)任務,承擔技術方向把控、關鍵技術決策,比如確定項目技術框架、核心方案,也會協調其他技術類智能體(如 SDE agent )。
C.SDE agent(軟件工程師智能體):執行具體技術任務,比如編碼、實現功能模塊,受 Tech lead agent 等協調,完成細分技術工作。
D.DevOps agent(開發運維智能體):關注開發與運維全流程,保障系統部署、運行穩定,像實際 DevOps 角色一樣,配合其他智能體,確保技術成果能可靠交付、持續運轉。
這樣的分工與人類團隊類似:每個代理專注于自己的專長,最后的解決方案則通過協商和迭代得出。使用多智能體架構可以突破單個代理的能力上限,實現更強的專業化和魯棒性。目前已有多種工具和框架專門支持構建多智能體系統。例如,微軟開源的AutoGen 框架提供了面向多代理對話和協作的架構,支持代理間通信、任務委派和流程監控等功能。LangChain 旗下的 LangGraph 也可以用來編排多智能體工作流,它允許開發者將各個代理作為圖中的節點連接起來,通過有條件的邊控制任務流轉,并跟蹤各代理狀態。這些框架使得不同代理可以通過共享“留言本”或狀態圖交換信息,當意見不一致時相互挑戰,從而帶來更深入的分析和更優的解決方案。
總結
以上五種設計模式互為補充,共同構建了代理式 AI 的關鍵架構。它們分別從不同方面提升了 LLM 的能力:反思模式加強了模型的自檢和輸出質量;工具使用模式讓模型接入外部數據和能力;ReAct 模式將推理與動作結合,使模型在執行時不斷修正策略;規劃模式幫助模型有條理地拆分并完成多步任務;多智能體協作通過分工和互動提高了系統整體的智能度。在實際開發中,我們通常借助成熟框架來實現這些模式。例如,LangChain/LangGraph 提供了多工具調用和流程編排的支持;微軟 AutoGen 框架則為多代理協作提供了完善的庫和工具;其它如 CrewAI、OpenAI Agents SDK 等也在不斷涌現。這些設計模式和框架相結合,為構建面向現實世界的智能代理系統奠定了基礎。未來隨著研究深入,這些模式還將持續演進,為 AI 系統提供更強大的推理和決策能力。
參考
??https://www.deeplearning.ai/the-batch/how-agents-can-improve-llm-performance/???
??https://blog.langchain.com/reflection-agents/#:~:text=The%20,returned%20from%20the%20generator%20node?????https://www.promptingguide.ai/techniques/react#:~:text=ReAct%20is%20a%20general%20paradigm,involved%20to%20perform%20question%20answering???
作者介紹
崔皓,51CTO社區編輯,資深架構師,擁有18年的軟件開發和架構經驗,10年分布式架構經驗。
