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构建高效 AI 代理的完整指南:从基础组件到生产级工作流

作者:qife122
  • 2025-10-09
    福建
  • 本文字数:3611 字

    阅读完需:约 12 分钟

构建高效 AI 代理的完整指南

项目概述

本项目是一个全面的 AI 代理开发指南,基于真实生产经验构建,提供了从基础组件到高级工作流的完整解决方案。不同于复杂的框架,我们专注于实用的构建模块和模式,帮助开发者构建可靠、可维护的 AI 系统。

核心功能特性

🧠 智能处理组件

  • 基础智能:使用 OpenAI GPT 模型进行上下文理解和响应生成

  • 结构化输出:通过 Pydantic 模型确保 LLM 输出符合预定数据模式

  • 意图分类:基于条件的确定性决策和流程控制

💾 记忆管理系统

  • 对话记忆:使用 Mem0 架构维护跨交互的相关信息

  • 长期记忆:智能提取、整合和检索关键信息

  • 向量存储:集成 LanceDB 实现高效的语义搜索

🛠️ 工具调用能力

  • 函数调用:使代理能够在外部系统中执行特定操作

  • MCP 集成:通过模型上下文协议实现标准化工具交互

  • API 集成:天气查询、知识库检索等实用工具

🔄 工作流模式

  • 提示链:将复杂 AI 任务分解为有序的小步骤

  • 路由模式:基于内容类型智能分发任务

  • 并行处理:同时执行多个验证和检查任务

🛡️ 系统可靠性

  • 错误恢复:优雅处理失败和异常的恢复机制

  • 人工反馈:高风险决策的人工审批工作流

  • 验证检查:并行安全验证和内容审核

安装指南

环境要求

  • Python 3.11+

  • UV 包管理器(推荐)

  • OpenAI API 密钥

快速开始

# 使用UV安装依赖uv add openai pydantic-ai python-dotenv
# 设置环境变量echo "OPENAI_API_KEY=your-api-key-here" > .env
# 运行基础示例uv run basic_intelligence.py
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完整环境配置

# 克隆项目git clone <repository-url>cd ai-agents-guide
# 同步所有依赖uv sync
# 安装开发依赖uv add --dev pytest black ruff
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使用说明

基础智能调用

from openai import OpenAI
def basic_intelligence(prompt: str) -> str: client = OpenAI() response = client.responses.create(model="gpt-4o", input=prompt) return response.output_text
# 使用示例result = basic_intelligence("什么是人工智能?")print(result)
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结构化输出验证

from pydantic import BaseModelfrom openai import OpenAI
class TaskResult(BaseModel): task: str completed: bool priority: int
def structured_intelligence(prompt: str) -> TaskResult: client = OpenAI() response = client.responses.parse( model="gpt-4o", input=[ {"role": "system", "content": "从用户输入中提取任务信息"}, {"role": "user", "content": prompt}, ], text_format=TaskResult, ) return response.output_parsed
# 使用示例result = structured_intelligence("我需要在周五前完成项目演示,这是高优先级任务")print(f"提取的任务: {result.task}")
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工具调用集成

import requestsfrom openai import OpenAI
def get_weather(latitude, longitude): response = requests.get( f"https://api.open-meteo.com/v1/forecast?latitude={latitude}&longitude={longitude}&current=temperature_2m" ) data = response.json() return data["current"]["temperature_2m"]
def intelligence_with_tools(prompt: str) -> str: client = OpenAI() tools = [ { "type": "function", "name": "get_weather", "description": "获取指定坐标的当前温度(摄氏度)", "parameters": { "type": "object", "properties": { "latitude": {"type": "number"}, "longitude": {"type": "number"}, }, "required": ["latitude", "longitude"], } } ] # 模型调用和工具执行逻辑 # ... return final_response
# 使用示例result = intelligence_with_tools("今天巴黎的天气怎么样?")print(result)
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核心代码解析

1. 智能路由系统

from typing import Literalfrom pydantic import BaseModelfrom openai import OpenAI
class IntentClassification(BaseModel): intent: Literal["question", "request", "complaint"] confidence: float reasoning: str
def route_based_on_intent(user_input: str) -> tuple[str, IntentClassification]: client = OpenAI() response = client.responses.parse( model="gpt-4o", input=[ { "role": "system", "content": "将用户输入分类为:问题、请求或投诉" }, {"role": "user", "content": user_input}, ], text_format=IntentClassification, )
classification = response.output_parsed intent = classification.intent
# 基于意图路由到不同处理函数 if intent == "question": result = answer_question(user_input) elif intent == "request": result = process_request(user_input) elif intent == "complaint": result = handle_complaint(user_input) else: result = "我不确定如何帮助您"
return result, classification
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2. 记忆管理系统

from mem0 import Memoryfrom dotenv import load_dotenv
load_dotenv()
class CustomerSupportAIAgent: def __init__(self): config = { "vector_store": { "provider": "qdrant", "config": {"host": "localhost", "port": 6333}, }, } self.memory = Memory.from_config(config) self.client = OpenAI()
def handle_query(self, query, user_id=None): # 检索相关记忆 relevant_memories = self.memory.search(query=query, user_id=user_id, limit=3) # 生成响应并存储新记忆 self.memory.add(query, user_id=user_id, metadata={"app_id": "customer-support"}) return response
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3. 并行验证系统

import asynciofrom openai import AsyncOpenAIfrom pydantic import BaseModel, Field
class CalendarValidation(BaseModel): is_calendar_request: bool confidence_score: float
class SecurityCheck(BaseModel): is_safe: bool risk_flags: list[str]
async def validate_request(user_input: str) -> bool: """并行运行验证检查""" calendar_check, security_check = await asyncio.gather( validate_calendar_request(user_input), check_security(user_input) )
return ( calendar_check.is_calendar_request and calendar_check.confidence_score > 0.7 and security_check.is_safe )
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4. MCP 服务器实现

from mcp.server.fastmcp import FastMCP
# 创建MCP服务器mcp = FastMCP("KnowledgeBase")
@mcp.tool()def get_knowledge_base() -> str: """检索整个知识库""" try: with open("data/kb.json", "r") as f: kb_data = json.load(f) return format_knowledge_base(kb_data) except Exception as e: return f"错误: {str(e)}"
# 运行服务器if __name__ == "__main__": mcp.run(transport="stdio")
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5. 文档处理流水线

from docling.document_converter import DocumentConverterfrom docling.chunking import HybridChunkerimport lancedb
def process_document(url: str): # 文档转换 converter = DocumentConverter() result = converter.convert(url) # 智能分块 chunker = HybridChunker(max_tokens=8191) chunks = list(chunker.chunk(result.document)) # 向量存储 db = lancedb.connect("data/lancedb") table = db.create_table("documents", schema=ChunkSchema) table.add(processed_chunks) return chunks
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技术架构优势

模块化设计

每个组件都是独立的,可以按需组合使用,无需引入整个框架。

生产就绪

包含错误处理、验证检查、监控追踪等生产环境必需的功能。

标准化协议

支持 MCP(模型上下文协议),确保与生态系统的兼容性。

性能优化

使用 UV 包管理器、Ruff 检查器等现代工具提升开发效率和运行时性能。


本项目提供了构建真实 AI 系统所需的所有构建模块,从简单的函数调用到复杂的多代理工作流,帮助开发者快速构建可靠、可维护的 AI 应用。更多精彩内容 请关注我的个人公众号 公众号(办公 AI 智能小助手)对网络安全、黑客技术感兴趣的朋友可以关注我的安全公众号(网络安全技术点滴分享)


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