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synced 2026-06-15 12:55:51 +00:00
docs: 重写 Skills,从源码解剖改为 Prompt 即能力的设计分析
移除 TypeScript 代码、源码路径和 16 个 frontmatter 字段枚举, 聚焦 Prompt 即能力的核心哲学、inline vs fork 的上下文权衡、 Safe Properties 正向安全设计和条件激活的按需发现。 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
@@ -1,221 +1,123 @@
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title: "Skills 技能系统 - Prompt 即能力的架构哲学"
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description: "深入剖析 Claude Code Skills 系统的完整实现:从磁盘加载、Frontmatter 解析、预算感知描述截断、双模式执行(inline/fork)、权限白名单、条件激活、动态发现到远程技能加载,揭示一条完整的 Skill 生命周期链路。"
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keywords: ["Skills", "SkillTool", "技能加载", "Frontmatter", "whenToUse", "allowedTools", "fork执行", "动态发现"]
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title: "Skills 技能系统"
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description: "Prompt 即能力。Skill 不是代码,而是高质量的 Prompt + 权限配置的声明式封装。理解加载链路、两条执行路径和条件激活机制。"
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keywords: ["Skills", "技能加载", "Prompt 即能力", "条件激活"]
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{/* 本章目标:揭示 Skill 系统从文件到执行的全链路实现 */}
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## 核心洞见:Prompt 即能力
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## Tool vs Skill:本质差异
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Skill 的核心设计哲学:**复杂任务的关键不在代码逻辑,而在 Prompt 质量**。
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一个代码审查 Skill 不需要审查引擎,只需告诉 AI "审查什么、按什么顺序、输出什么格式"。Skill 把这种"经验"封装为可复用的 Markdown 文件。
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| | Tool | Skill |
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|---|---|---|
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| 粒度 | 单个原子操作(读文件、执行命令) | 一套完整的工作流(代码审查、创建 PR) |
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| 触发方式 | AI 自主选择 | 用户 `/skill-name` 或 AI 通过 `SkillTool` 自动匹配 |
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| 本质 | TypeScript 执行逻辑 | **Prompt + 权限配置**的声明式封装 |
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| 注册位置 | `src/tools.ts` → `getTools()` | `src/commands.ts` → `getCommands()` |
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| 执行器 | 各 Tool 的 `call()` 方法 | `SkillTool.call()` → 两条分支(inline / fork) |
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| 粒度 | 单个原子操作(读文件、执行命令) | 完整工作流(代码审查、创建 PR) |
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| 本质 | TypeScript 执行逻辑 | Prompt + 权限配置的声明式封装 |
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| 创建 | 需要写代码 | 写 Markdown 文件即可 |
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Skill 的核心洞见:**复杂任务的关键不在代码逻辑,而在 Prompt 质量**。一个代码审查 Skill 不需要审查引擎,只需告诉 AI "审查什么、按什么顺序、输出什么格式"——Skill 把这种"经验"封装为可复用的 Markdown。
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## Skill 的来源
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## Skill 的五个来源与加载链路
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| 来源 | 路径 | 特点 |
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|------|------|------|
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| **内置命令** | 硬编码 | `/commit`、`/compact` 等 70+ 命令 |
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| **Bundled Skills** | 编译时打包 | 延迟解压,享有不可截断特权 |
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| **磁盘 Skills** | `.claude/skills/` | 最重要的来源,支持多层级 |
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| **MCP Skills** | MCP Server 提供 | 远程内容,禁止内联 shell 命令 |
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| **Legacy Commands** | `.claude/commands/` | 向后兼容旧格式 |
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### 1. 内置命令(Built-in Commands)
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硬编码在 `src/commands.ts:299` 的 `COMMANDS` memoize 数组中,包含 70+ 条命令(`/commit`、`/review`、`/compact` 等)。这些是 TypeScript 模块而非 Markdown,但实现了相同的 `Command` 接口(`src/types/command.ts`)。
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### 2. Bundled Skills(编译时打包)
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通过 `registerBundledSkill()`(`src/skills/bundledSkills.ts:53`)在模块初始化时注册。关键特性:
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- **延迟文件提取**:如果 Skill 声明了 `files`(参考文件),首次调用时才解压到临时目录(`getBundledSkillExtractDir()`),使用 `O_NOFOLLOW | O_EXCL` 防止符号链接攻击(`safeWriteFile`,第 186 行)
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- **闭包级 memoize**:并发调用共享同一个 extraction promise,避免竞态写入
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- 来源标记为 `source: 'bundled'`,在 Prompt 预算中享有**不可截断**的特权
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### 3. 磁盘 Skills(`.claude/skills/`)
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由 `loadSkillsFromSkillsDir()`(`src/skills/loadSkillsDir.ts:407`)加载,这是最重要的加载路径:
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### 多层级磁盘加载
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```
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管理策略: $MANAGED_DIR/.claude/skills/ (policySettings)
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用户全局: ~/.claude/skills/ (userSettings)
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项目级: .claude/skills/ (projectSettings, 向上遍历至 home)
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附加目录: --add-dir 指定的路径下 .claude/skills/
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管理策略: $MANAGED_DIR/.claude/skills/ (企业管理)
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用户全局: ~/.claude/skills/ (个人偏好)
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项目级: .claude/skills/ (团队共享)
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||||
附加目录: --add-dir 指定的路径 (额外来源)
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```
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**加载协议**:只识别 `skill-name/SKILL.md` 目录格式,不再支持单文件 `.md`。加载流程:
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每个 Skill 是一个 `skill-name/SKILL.md` 目录。加载时解析 YAML frontmatter 提取配置。
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1. `readdir` 扫描目录 → 仅保留 `isDirectory()` 或 `isSymbolicLink()` 的条目
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2. 在每个子目录中查找 `SKILL.md`,未找到则跳过
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3. `parseFrontmatter()` 解析 YAML 头部,提取 `whenToUse`、`allowedTools`、`context` 等字段
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4. `parseSkillFrontmatterFields()`(第 185 行)统一解析 16 个 frontmatter 字段
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5. `createSkillCommand()`(第 270 行)构造 `Command` 对象
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### 安全边界
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**去重机制**:使用 `realpath()` 解析符号链接获得规范路径(`getFileIdentity`,第 118 行),避免通过符号链接或重叠父目录导致的重复加载。
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MCP Skills 的 Prompt 内容**禁止执行内联 shell 命令**。因为远程内容不可信——如果允许,恶意 MCP Server 就可以通过 Skill 注入执行任意命令。
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### 4. MCP Skills(动态发现)
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## Frontmatter 配置
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通过 `registerMCPSkillBuilders()` 注册构建器,MCP Server 的 prompt 被 `mcpSkillBuilders.ts` 转换为 `Command` 对象。标记为 `loadedFrom: 'mcp'`。
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**安全边界**:MCP Skills 的 Prompt 内容**禁止执行内联 shell 命令**(`loadSkillsDir.ts:374` 的 `loadedFrom !== 'mcp'` 守卫),因为远程内容不可信。
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### 5. Legacy Commands(`/commands/` 目录)
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向后兼容的旧格式,由 `loadSkillsFromCommandsDir()`(第 566 行)加载。同时支持 `SKILL.md` 目录格式和单 `.md` 文件格式。
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## Frontmatter 字段全景
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一个 `SKILL.md` 的完整 frontmatter(`parseSkillFrontmatterFields`,第 185 行):
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一个 SKILL.md 的完整配置:
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```yaml
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name: code-review # 显示名称(覆盖目录名)
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description: 系统性代码审查 # 描述(或从 Markdown 首段提取)
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when_to_use: "用户说审查代码、找 bug" # AI 自动匹配依据
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allowed-tools: # 工具白名单
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name: code-review
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||||
description: 系统性代码审查
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when_to_use: "用户说审查代码、找 bug"
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allowed-tools:
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- Read
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- Grep
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- Glob
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argument-hint: "<file-or-directory>" # 参数提示
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arguments: [path] # 声明式参数名(用于 $ARGUMENTS 替换)
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model: opus # 模型覆盖
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effort: high # 努力级别
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context: fork # 执行模式:inline(默认)| fork
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agent: code-reviewer # 指定 Agent 定义文件
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user-invocable: true # 用户是否可 /调用
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disable-model-invocation: false # 禁止 AI 自主调用
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version: "1.0" # 版本号
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paths: # 条件激活的文件路径模式
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||||
context: fork # 执行模式:inline | fork
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model: opus # 模型覆盖
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effort: high # 努力级别
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paths: # 条件激活
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- "src/**/*.ts"
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hooks: # Hook 配置
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PreToolUse:
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- command: ["echo", "checking"]
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shell: ["bash"] # Shell 执行环境
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```
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解析后有 16 个字段被提取,其中 `allowedTools`、`model`、`effort` 在执行时动态修改 `toolPermissionContext`。
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- `when_to_use` — AI 根据此描述自动匹配用户意图
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- `allowed-tools` — 限制 Skill 可用的工具白名单
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- `context` — 控制执行模式(见下文)
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- `paths` — 条件激活,只在操作匹配文件时出现
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## 两条执行路径:Inline vs Fork
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SkillTool(`packages/builtin-tools/src/tools/SkillTool/SkillTool.ts:332`)在 `call()` 中根据 `command.context` 分流:
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## 两条执行路径
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### Inline 模式(默认)
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Skill 的 Prompt 内容被注入为 **UserMessage**,在主对话流中继续执行:
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Skill 的 Prompt 内容被注入为用户消息,在主对话流中继续执行。AI "穿上"了 Skill 的经验,但仍在同一个对话中。
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1. `processPromptSlashCommand()` 处理参数替换(`$ARGUMENTS`)和 shell 命令展开(`` !`...` ``)
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2. `${CLAUDE_SKILL_DIR}` 被替换为 Skill 所在目录的绝对路径
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3. `${CLAUDE_SESSION_ID}` 被替换为当前会话 ID
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4. 返回 `newMessages`(注入到对话流)+ `contextModifier`(修改权限上下文)
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`contextModifier`(第 776 行)做了三件事:
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- **工具白名单注入**:将 `allowedTools` 合并到 `alwaysAllowRules.command`
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- **模型切换**:`resolveSkillModelOverride()` 处理模型覆盖,保留 `[1m]` 后缀以避免 200K 窗口截断
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- **努力级别覆盖**:修改 `effortValue`
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**优点**:共享主对话的完整上下文,可以引用之前的讨论。
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**缺点**:Skill 的中间过程会污染主对话的上下文。
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### Fork 模式(`context: fork`)
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Skill 在**独立子 Agent** 中执行(`executeForkedSkill`,第 122 行):
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Skill 在独立子 Agent 中执行,拥有独立的 token 预算和工具权限。执行完成后只返回最终结果,中间过程不保留。
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1. `prepareForkedCommandContext()` 构建隔离的 Agent 定义和 Prompt
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2. `runAgent()` 启动子 Agent 循环,拥有独立的 token 预算
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3. 通过 `onProgress` 回调报告工具使用进度
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4. 结果通过 `extractResultText()` 提取,子 Agent 的全部消息在提取后被释放(`agentMessages.length = 0`)
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5. 最终通过 `clearInvokedSkillsForAgent()` 清理状态
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**优点**:不污染主对话,适合长时间运行的任务。
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**缺点**:子 Agent 看不到主对话的完整上下文。
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Fork 模式适用于需要强隔离的场景(如长时间运行的审查任务),避免污染主对话的上下文。
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**设计考量**:大多数 Skill 使用 inline 模式就够了——它们需要主对话的上下文。Fork 模式适合"重型"任务(如完整的代码审查),这些任务的中间步骤很多,留在主对话中会浪费大量 token。
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## 权限模型:Safe Properties 白名单
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## 权限模型
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`checkPermissions()`(第 433 行)实现了一个五层权限检查:
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Skill 有五层权限检查:
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```
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1. Deny 规则匹配(支持精确匹配和 prefix:* 通配符)
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↓ 未命中
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2. 远程 canonical Skill 自动放行(EXPERIMENTAL_SKILL_SEARCH + USER_TYPE === 'ant')
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↓ 未命中
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3. Allow 规则匹配
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↓ 未命中
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4. Safe Properties 白名单检查(skillHasOnlySafeProperties,第 911 行)
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↓ 有非安全属性
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5. Ask 用户确认(附带精确匹配和前缀匹配两条建议规则)
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Deny 规则 → 远程 Skill 自动放行 → Allow 规则 → Safe Properties 白名单 → Ask 用户确认
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**Safe Properties**(`SAFE_SKILL_PROPERTIES`,第 876 行)是一个包含 30 个属性名的白名单(覆盖 `PromptCommand` 和 `CommandBase` 两个类型的所有安全属性)。任何不在白名单中的**有意义的属性值**(排除 `undefined`、`null`、空数组、空对象)都会触发权限请求。这是**正向安全**设计——未来新增的属性默认需要权限。
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**Safe Properties 白名单**是一个包含 30 个安全属性名的列表。任何不在白名单中的属性都会触发权限请求。这是**正向安全**设计——未来新增的属性默认需要权限,而非默认允许。
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## Prompt 预算:1% 上下文窗口的截断策略
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## Prompt 预算
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Skill 列表注入 System Prompt 时有严格的字符预算(`prompt.ts`):
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Skill 列表注入 System Prompt 时有严格预算(约上下文窗口的 1%):
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1. 优先保留 bundled Skills 的完整描述
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2. 非 bundled Skills 按剩余预算均分
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3. 预算不足时只保留名称
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- **预算计算**:`contextWindowTokens × 4 chars/token × 1%`(约 8000 字符)
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- **单条上限**:`MAX_LISTING_DESC_CHARS = 250` 字符(超出截断为 `…`)
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- **Bundled Skills 不可截断**:它们始终保留完整描述,预算不足时只截断非 bundled 的
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- **降级策略**:
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1. 尝试完整描述 → 超预算?
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2. Bundled 保留完整,非 bundled 均分剩余预算 → 每条描述低于 20 字符?
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3. 非 bundled 仅保留名称
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**设计考量**:Skill 列表只是让 AI "知道有什么可用"。完整的 Skill Prompt 在 AI 选择后才加载,不需要全部塞进 System Prompt。
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`formatCommandsWithinBudget()`(`prompt.ts:70`)实现了这个三级降级。
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## 条件激活
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## 动态发现与条件激活
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带有 `paths` 模式的 Skill 在加载时不会立即可用。只有当被操作的文件路径匹配模式时,该 Skill 才被激活。
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### 基于文件路径的动态发现
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一个只在 `*.test.ts` 上激活的测试 Skill,平时完全不可见,只有当 AI 读取或编辑测试文件时才会出现。
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`discoverSkillDirsForPaths()`(`loadSkillsDir.ts:861`)在文件操作时触发:
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1. 从被操作的文件路径开始,**向上遍历**至 CWD(不包含 CWD 本身)
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2. 在每层查找 `.claude/skills/` 目录
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3. 使用 `realpath` 去重,`git check-ignore` 过滤 gitignored 目录
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4. 按路径深度排序(**深层优先**),更接近文件的 Skill 优先级更高
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### 条件激活(paths frontmatter)
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带有 `paths` 模式的 Skill 在加载时不会立即可用,而是存入 `conditionalSkills` Map。当被操作的文件路径匹配某个 Skill 的 paths 模式时(使用 `ignore` 库做 gitignore 风格匹配),该 Skill 才被**激活**——从 `conditionalSkills` 移入 `dynamicSkills`。
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这意味着一个只在 `*.test.ts` 上激活的测试 Skill,平时完全不可见,只有当 AI 读取或编辑测试文件时才会出现。
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**设计洞察**:这解决了"Skill 泛滥"问题——项目可能定义了几十个 Skill,但一次对话通常只需要其中几个。条件激活让 Skill 按需出现,而不是全部堆在 AI 面前让它选择。
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## 使用频率排名
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`recordSkillUsage()`(`skillUsageTracking.ts`)使用指数衰减算法计算 Skill 排名分数:
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Skill 的排序使用指数衰减算法:一周前的使用权重减半。这确保常用的 Skill 排在前面,但偶尔用的老 Skill 也不会完全沉底。
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```
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score = usageCount × max(0.5^(daysSinceUse / 7), 0.1)
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```
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## 接下来
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- **7 天半衰期**:一周前的使用权重减半
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- **最低 0.1 保底**:避免老但高频使用的 Skill 完全沉底
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- **60 秒去抖**:同一 Skill 在 1 分钟内的多次调用只计一次,减少文件 I/O
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排名数据持久化在全局配置的 `skillUsage` 字段中。
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## 远程技能加载(Experimental)
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通过 `EXPERIMENTAL_SKILL_SEARCH` feature flag 控制,支持从远程(AKI/GCS/S3)加载 `_canonical_<slug>` 格式的 Skill:
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1. `validateInput()` 中 `stripCanonicalPrefix()` 拦截 canonical 名称
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2. `executeRemoteSkill()`(第 970 行)从远程 URL 加载 SKILL.md
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3. 支持 `gs://`、`https://`、`s3://` 等 URL 协议
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4. 内容经过 frontmatter 剥离、`${CLAUDE_SKILL_DIR}` 替换后直接注入
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5. 通过 `addInvokedSkill()` 注册到 compaction 保留状态,确保压缩后仍可恢复
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6. 远程 Skill 不经过 `processPromptSlashCommand`——无 `!command` 替换、无 `$ARGUMENTS` 展开
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## 完整生命周期总结
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```
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磁盘 SKILL.md
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↓ parseFrontmatter()
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↓ parseSkillFrontmatterFields() → 16 个字段
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↓ createSkillCommand() → Command 对象
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↓ 去重(realpath + seenFileIds)
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↓ 条件 Skill → conditionalSkills Map(等待路径匹配激活)
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↓ getSkillDirCommands() memoize 缓存
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↓ getAllCommands() 合并 local + MCP
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↓ formatCommandsWithinBudget() → 截断后的 Skill 列表注入 System Prompt
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↓ AI 选择匹配的 Skill
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↓ SkillTool.validateInput() → 名称校验 + 存在性检查
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↓ SkillTool.checkPermissions() → 五层权限检查
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↓ SkillTool.call() → inline 或 fork 执行
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↓ contextModifier() → 注入 allowedTools + model + effort
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↓ recordSkillUsage() → 更新使用频率排名
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```
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- **Hooks** — 理解 Skill 中可以使用的 Hook 机制
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- **MCP 配置** — 理解 MCP Skills 的来源
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- **自定义 Agent** — 理解 Skill 中指定的 Agent 定义
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Reference in New Issue
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