docs: 重写上下文压缩,从源码走读改为压缩策略设计分析

移除全部 TypeScript 类型定义、源码路径和实现常量,
聚焦三层递进策略的设计哲学、保留窗口的三约束平衡、
工具对完整性保证和压缩后重新注入的设计洞察。

Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
claude-code-best
2026-04-20 09:11:18 +08:00
parent b844f639f9
commit b01cd1371f

View File

@@ -1,265 +1,131 @@
---
title: "上下文压缩 - Compaction 三层策略与边界机制"
description: "深度解析 Claude Code 上下文压缩的完整实现Session Memory 压缩、传统 API 摘要压缩、MicroCompact 局部压缩三层策略,以及 CompactBoundary 消息、工具对保持、PTL 紧急降级等关键机制。"
keywords: ["上下文压缩", "Compaction", "token 管理", "对话压缩", "上下文窗口", "MicroCompact"]
title: "上下文压缩"
description: "对话历史不断增长token 窗口有限。理解 Claude Code 的三层压缩策略、边界标记机制和紧急降级路径。"
keywords: ["上下文压缩", "Compaction", "token 管理", "对话压缩"]
---
{/* 本章目标:从源码层面剖析压缩的三层策略、边界机制和关键常量 */}
## 核心问题
## 压缩的触发时机
AI 没有真正的长期记忆——它只能看到当前 API 请求中的内容。随着对话增长token 消耗持续上升,最终会触及模型的上下文窗口限制。
上下文压缩不是单一操作,而是**三层递进**的策略系统,对应不同的触发条件和严重程度:
压缩就是在"保留足够的语义信息"和"减少 token 占用"之间找平衡。
| 层级 | 触发条件 | 实现位置 | 是否需要 API 调用 |
|------|---------|---------|:---:|
| **MicroCompact** | 单个工具输出过长 | `microCompact.ts` | 否 |
| **Session Memory Compact** | 自动压缩触发(需 feature flag | `sessionMemoryCompact.ts` | 否 |
| **传统 API 摘要** | 手动 `/compact` 或 SM 不可用时的自动回退 | `compact.ts` | 是 |
## 三层递进策略
### 压缩入口的优先级链
系统不是用一种方法解决所有压缩需求,而是根据严重程度递进使用三种策略:
源码路径:`src/commands/compact/compact.ts`
| 层级 | 触发条件 | 是否需要 API 调用 | 成本 |
|------|----------|:---:|------|
| **微压缩** | 单个工具输出过长 | 否 | 几乎为零 |
| **Session Memory 压缩** | 自动压缩触发时优先尝试 | 否 | 低(使用已提取的记忆) |
| **AI 摘要压缩** | 上述方法不可用或用户手动触发 | 是 | 高(需要额外 API 调用) |
当用户执行 `/compact` 或系统触发自动压缩时,压缩命令按以下优先级尝试:
### 设计哲学:从廉价到昂贵
```typescript
// compact.ts:55-99 — 简化后的优先级链
if (!customInstructions) {
const sessionMemoryResult = await trySessionMemoryCompaction(messages, ...)
if (sessionMemoryResult) return sessionMemoryResult // 优先SM 压缩
}
为什么不直接用 AI 摘要?因为 AI 摘要需要额外的 API 调用——既花钱又花时间。系统的策略是**先用确定性操作(廉价),不行再用 AI 生成(昂贵)**。
if (reactiveCompact?.isReactiveOnlyMode()) {
return await compactViaReactive(messages, ...) // 次选Reactive 压缩
}
这种分层设计意味着大部分情况下,系统可以在用户无感知的情况下释放足够的 token。
// 兜底:传统 API 摘要
const microcompactResult = await microcompactMessages(messages, context)
const messagesForCompact = microcompactResult.messages
// → 调用 AI 模型生成摘要
```
## 第一层微压缩Micro-Compact
注意SM 压缩不支持自定义指令(`/compact 聚焦在认证模块`),有自定义指令时直接走传统路径
微压缩不生成摘要,只是清除旧的工具调用结果
## 第一层MicroCompact — 局部压缩
### 工作原理
源码路径:`src/services/compact/microCompact.ts`
AI 在工作过程中会产生大量工具输出:文件内容、命令结果、搜索匹配等。这些信息在产生时很重要,但随着对话推进,它们的价值迅速降低。
MicroCompact 不压缩整个对话,而是**清除旧工具输出的内容**。它维护一个白名单:
微压缩识别这些"过期"的工具输出,将其替换为简短的占位符文本。原始内容仍保留在磁盘上的 transcript 文件中,只是不再发送给 API。
```typescript
// src/services/compact/microCompact.ts:41-50
const COMPACTABLE_TOOLS = new Set([
FILE_READ_TOOL_NAME, // 'Read' - 文件读取
...SHELL_TOOL_NAMES, // 'Bash' - 命令输出
GREP_TOOL_NAME, // 'Grep' - 搜索结果
GLOB_TOOL_NAME, // 'Glob' - 文件列表
WEB_SEARCH_TOOL_NAME, // 'WebSearch' - 搜索结果
WEB_FETCH_TOOL_NAME, // 'WebFetch' - 网页内容
FILE_EDIT_TOOL_NAME, // 'Edit' - 编辑输出
FILE_WRITE_TOOL_NAME, // 'Write' - 写入输出
])
```
### 时间衰减
替换策略:将超过时间窗口的工具输出内容替换为 `[Old tool result content cleared]`。这不是简单的截断——原始内容仍保留在 JSONL transcript 中,只是不再发送给 API
MicroCompact 还有一个**时间衰减配置**`timeBasedMCConfig.ts`):越旧的工具输出越容易被清除,最近的优先保留。
越旧的工具输出越容易被清除最近操作的优先保留。这个策略基于一个经验观察AI 通常只需要最近几步操作的上下文,更早的工具结果很少被再次引用
### 图片和文档的特殊处理
```typescript
const IMAGE_MAX_TOKEN_SIZE = 2000
```
图片和 PDF 文档的 token 占用远高于文本。微压缩会将大型图片和文档替换为文本标记(如 `[image]`),在保留"这里曾有一张图片"的语义的同时释放大量 token。
图片 block 如果超过 2000 token 估算值,也会被 MicroCompact 清除。PDF document block 同理。
## 第二层Session Memory 压缩
## 第二层Session Memory Compact — 无 API 调用的压缩
当微压缩释放的 token 不够时,系统优先尝试 Session Memory 压缩
源码路径:`src/services/compact/sessionMemoryCompact.ts`
### 设计思路
当 `tengu_session_memory` + `tengu_sm_compact` 两个 feature flag 启用时,系统优先使用 Session Memory 进行压缩——**不需要调用摘要模型**,直接使用已经提取好的 Session Memory 作为对话摘要。
系统在对话过程中会持续提取关键信息形成"Session Memory"。压缩时,直接使用这些已提取的记忆作为对话摘要,而不需要额外调用 AI 生成摘要。
### 保留窗口的计算
### 保留窗口
```typescript
// sessionMemoryCompact.ts:324-397
export function calculateMessagesToKeepIndex(messages, lastSummarizedIndex) {
const config = getSessionMemoryCompactConfig()
// 默认: minTokens=10K, minTextBlockMessages=5, maxTokens=40K
压缩后保留的消息需要满足三个约束:
let startIndex = lastSummarizedIndex + 1
// 从 lastSummarizedIndex 向前扩展,直到满足两个下限或命中上限
for (let i = startIndex - 1; i >= floor; i--) {
totalTokens += estimateMessageTokens([msg])
if (hasTextBlocks(msg)) textBlockMessageCount++
startIndex = i
if (totalTokens >= config.maxTokens) break
if (totalTokens >= config.minTokens && textBlockMessageCount >= config.minTextBlockMessages) break
}
return adjustIndexToPreserveAPIInvariants(messages, startIndex)
}
```
- **最小深度**:至少保留 10K token 的最近对话(确保 AI 有足够的上下文)
- **最小连续性**:至少保留 5 条包含文本的消息(确保对话连贯)
- **最大上限**:不超过 40K token避免保留太多又很快触发下一次压缩
个算法确保压缩后保留的消息窗口满足:
- 至少 10,000 token有上下文深度
- 至少 5 条包含文本的消息(有对话连续性)
- 最多 40,000 token不会太大又触发下一次压缩
三个约束形成了"不要压缩太少AI 会迷失),也不要保留太多(很快又需要压缩)"的平衡。
### 工具对完整性保护
### 工具对完整性
`adjustIndexToPreserveAPIInvariants()` 是压缩中一个**关键的正确性保证**
这是一个关键的**正确性保证**API 要求每个工具调用都有对应的工具结果反之亦然。如果压缩恰好切在一个工具调用和它的结果之间API 会报错。
API 要求每个 `tool_result` 都有对应的 `tool_use`,反之亦然。如果压缩恰好切在一条 `tool_result` 消息处,会导致 API 报错
系统在计算压缩边界时,会自动向前或向后调整切分点,确保所有工具调用-结果对要么完整保留,要么一起被压缩
```typescript
// sessionMemoryCompact.ts:232-314
// Step 1: 向前扫描,找到所有被保留消息中 tool_result 引用的 tool_use
// Step 2: 向前扫描,找到与被保留 assistant 消息共享 message.id 的 thinking block
// 两种情况都需要将 startIndex 向前移动
```
## 第三层AI 摘要压缩
流式传输会将一个 assistant 消息拆分为多条存储记录thinking、tool_use 等各有独立 uuid 但共享 `message.id`),这增加了边界情况的复杂度
## 第三层:传统 API 摘要压缩
源码路径:`src/services/compact/compact.ts`
当 SM 压缩不可用时,系统回退到传统方式:调用 AI 模型生成对话摘要。
当上述方法都不可用时(或用户手动触发 `/compact` 时),系统调用 AI 生成对话摘要
### 压缩前处理
发送给摘要模型之前,消息会经过多层预处理:
```typescript
// compact.ts:147-202
const stripped = stripImagesFromMessages(messages) // 图片→[image] 文字标记
const stripped2 = stripReinjectedAttachments(stripped) // 移除会被重新注入的附件
```
图片被替换为 `[image]` 标记,防止摘要 API 调用本身也触发 prompt-too-long 错误。
发送给摘要 AI 的消息会经过预处理:
- 图片被替换为文本标记(防止摘要请求本身也超出 token 限制)
- 会被重新注入的附件被剥离(避免重复)
### 压缩后的重新注入
压缩后,系统会摘要中**重新注入关键上下文**
压缩不是"砍掉旧对话就完了"。AI 在压缩后立即需要知道"现在正在做什么"。系统会摘要重新注入关键上下文:
```typescript
// compact.ts:126-134
export const POST_COMPACT_TOKEN_BUDGET = 50_000 // 总预算
export const POST_COMPACT_MAX_FILES_TO_RESTORE = 5 // 最多恢复 5 个文件
export const POST_COMPACT_MAX_TOKENS_PER_FILE = 5_000 // 每文件 5K token
export const POST_COMPACT_MAX_TOKENS_PER_SKILL = 5_000 // 每技能 5K token
export const POST_COMPACT_SKILLS_TOKEN_BUDGET = 25_000 // 技能总预算 25K
```
| 重新注入内容 | 预算 | 设计理由 |
|-------------|------|----------|
| 最近读取的文件(最多 5 个) | 每文件 5K token | AI 最可能需要的就是刚操作过的文件 |
| 已激活的技能指令 | 每技能 5K总计 25K | 保持 AI 的能力集不变 |
| CLAUDE.md 内容 | 不限 | 用户的项目指令必须始终存在 |
| MCP 工具发现结果 | 不限 | 保持工具可用性 |
50K token 的重新注入预算用于:
1. 恢复最近读取的文件内容(最多 5 个文件,每个截断到 5K token
2. 恢复已激活的技能指令(每个技能截断到 5K token总计 25K
3. 重新注入 CLAUDE.md 内容
4. 恢复 MCP 工具发现结果
**设计洞察**:总共 50K token 的重新注入预算看起来是浪费——刚压缩释放的 token 立刻又被用掉了一部分。但这是必要的没有这些重新注入AI 在压缩后会"忘记"当前任务状态,导致糟糕的用户体验。
## CompactBoundary压缩的边界标记
## 边界标记:压缩的"墓碑"
源码路径:`src/utils/messages.ts``createCompactBoundaryMessage`
每次压缩后,系统在消息流中插入一条边界标记消息。这条消息不展示给用户,但记录了:
- 压缩类型(自动/手动/微压缩)
- 压缩前的 token 数
- 哪些消息被保留
每次压缩后,系统在消息流中插入一条 `SystemCompactBoundaryMessage`
后续所有操作只处理最后一条边界标记之后的消息。这防止了"重复压缩已经压缩过的内容"——每次压缩都是相对于上一次边界的新压缩。
```typescript
type SystemCompactBoundaryMessage = {
type: 'system'
message: {
type: 'compact_boundary'
compactMetadata: {
compactType: 'auto' | 'manual' | 'micro'
preCompactTokenCount: number
lastUserMessageUuid: string
preCompactDiscoveredTools?: string[]
}
}
}
```
### 微压缩 vs 全量压缩的边界区别
后续所有操作只处理**最后一条 boundary 之后**的消息:
微压缩的边界标记更轻量——它只记录哪些工具结果被清除了,不生成摘要。原始消息仍然存在(只是内容被替换为占位符),而非被摘要替代。
```typescript
// messages.ts
export function getMessagesAfterCompactBoundary(messages: Message[]): Message[] {
const lastBoundary = messages.findLastIndex(m => isCompactBoundaryMessage(m))
return lastBoundary >= 0 ? messages.slice(lastBoundary + 1) : messages
}
```
## 紧急降级Prompt Too Long
### Preserved Segment 注解
当压缩后仍然超出 token 限制时,系统进入紧急路径:
boundary 消息上还附加了 `preservedSegment` 注解,记录哪些消息被保留而非压缩:
1. **更激进的压缩**:尝试比正常压缩更激进的策略
2. **直接截断**:从最早的对话开始删除,直到能塞进上下文窗口
3. **放弃并报错**:如果以上都失败,向用户报告错误
```typescript
// compact.ts — annotateBoundaryWithPreservedSegment
boundaryMarker.compactMetadata.preservedSegment = {
summaryMessageUuid: string
preservedMessageUuids: string[]
}
```
**设计哲学**:系统宁可丢失部分对话历史,也不让整个会话卡死。用户可以通过文件快照和 transcript 记录恢复丢失的信息。
这在会话恢复时帮助加载器正确重建消息链,避免重复压缩已保留的消息。
## Hook 机制
### Microcompact Boundary
压缩前后支持自定义 Hook
Microcompact 操作使用单独的 boundary 类型,与全量压缩的 `compact_boundary` 不同:
- **Pre-compact Hook**:压缩前执行,可以标记"必须保留"的内容
- **Post-compact Hook**:压缩后执行,可以验证关键信息是否被保留
- **Session Start Hook**:压缩后恢复 CLAUDE.md 等上下文
```typescript
// src/utils/messages.ts:4599-4614
type SystemMicrocompactBoundaryMessage = {
type: 'system'
subtype: 'microcompact_boundary'
content: 'Context microcompacted'
compactMetadata: {
trigger: 'auto' // Microcompact 只有自动触发
preTokens: number // 压缩前 token 数
tokensSaved: number // 节省的 token 数
compactedToolIds: string[] // 被压缩的工具 ID 列表
clearedAttachmentUUIDs: string[] // 被清除的附件 UUID
}
}
```
这确保了用户的自定义逻辑在压缩过程中被尊重——例如,用户可以通过 Hook 确保某个关键文件的内容永远不会被压缩掉。
与 `compact_boundary` 的区别:
- **保留原始消息**Microcompact 仅清除工具输出内容,不删除消息本身
- **可追溯性**`compactedToolIds` 记录了哪些工具结果被清除
- **轻量级**:不生成摘要,不调用 API
## 接下来
## PTL 紧急降级Prompt Too Long
当压缩后仍然超出 token 限制(`PROMPT_TOO_LONG` 错误),系统会进入紧急降级路径:
1. **Reactive Compact**`reactiveCompactOnPromptTooLong()` 尝试更激进的压缩
2. **截断重试**:如果 reactive 也失败,`truncateHeadForPTLRetry()` 直接截断最早的消息
3. 放弃并报错
Reactive Compact 目前在反编译版本中是 stub`isReactiveOnlyMode() → false`),表明这是 Anthropic 内部的实验性功能。
## 压缩的 Hook 机制
压缩前后可以执行自定义 Hook
- **Pre-compact Hook**`executePreCompactHooks`):在压缩前执行,可以注入"必须保留"的标记
- **Post-compact Hook**`executePostCompactHooks`):在压缩后执行,可以验证关键信息是否保留
- **Session Start Hook**`processSessionStartHooks('compact')`SM 压缩使用此 Hook 恢复 CLAUDE.md 等上下文
Hook 结果以 `HookResultMessage` 的形式附加到压缩结果中,确保用户的自定义逻辑在压缩过程中被尊重。
## Snip Compact实验性
源码路径:`src/services/compact/snipCompact.ts`stub
Snip Compact 是另一种实验性压缩策略,在反编译版本中为空壳实现。从 stub 的类型签名推断:
```typescript
snipCompactIfNeeded(messages, options?: { force?: boolean }) → {
messages: Message[]
executed: boolean
tokensFreed: number
boundaryMessage?: Message
}
```
它似乎是一种**更细粒度的消息级裁剪**snip = 剪切),可能是对单条消息的进一步压缩,而非整个对话。`shouldNudgeForSnips()` 和 `SNIP_NUDGE_TEXT` 暗示它可能会提示用户触发。
- **项目记忆** — 理解跨会话的记忆持久化设计
- **令牌预算** — 了解 token 窗口的动态计算和阈值管理
- **系统提示词** — 理解上下文组装的缓存优化策略