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synced 2026-06-15 12:55:51 +00:00
docs: 重写子 Agent,从源码解剖改为 Agent 路径设计分析
移除 TypeScript 代码和源码路径, 聚焦三种子 Agent 路径的设计权衡、Fork 缓存优化、 工具池隔离的权限独立性和异步生命周期的后台化机制。 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
@@ -1,245 +1,110 @@
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title: "子 Agent 机制 - AgentTool 的执行链路与隔离架构"
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description: "从源码角度解析 Claude Code 子 Agent:AgentTool.call() 的完整执行链路、Fork 子进程的 Prompt Cache 共享、Worktree 隔离、工具池独立组装、以及结果回传的数据格式。"
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keywords: ["子 Agent", "AgentTool", "任务委派", "forkSubagent", "子进程隔离"]
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title: "子 Agent"
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description: "主 Agent 可以启动子 Agent 来并行工作或委派专业任务。理解三种子 Agent 路径、工具池隔离、Fork 的缓存优化和异步生命周期管理。"
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keywords: ["子 Agent", "AgentTool", "任务委派", "子进程隔离"]
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{/* 本章目标:从源码角度揭示子 Agent 的完整执行链路、工具隔离、通信协议和生命周期管理 */}
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## 核心问题
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## 执行链路总览
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单个 Agent 的上下文窗口是有限的。当需要同时研究多个方向、并行执行多个操作时,一个 Agent 做不过来。
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一条 `Agent(prompt="修复 bug")` 调用的完整路径:
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子 Agent 让主 Agent 可以启动独立的 AI 实例来并行工作——每个子 Agent 有自己的上下文窗口和工具集。
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```
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AI 生成 tool_use: { prompt: "修复 bug", subagent_type: "Explore" }
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↓
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AgentTool.call() ← 入口(AgentTool.tsx:387)
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├── 解析 effectiveType(fork vs 命名 agent vs GP 回退)
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├── filterDeniedAgents() ← 仅命名 Agent 路径执行:权限过滤
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├── 检查 requiredMcpServers ← MCP 依赖验证(最长等 30s)
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├── assembleToolPool(workerPermissionContext) ← 独立组装工具池
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├── createAgentWorktree() ← 可选 worktree 隔离
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↓
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runAgent() ← 核心执行(runAgent.ts)
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├── getAgentSystemPrompt() ← 构建 agent 专属 system prompt
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├── initializeAgentMcpServers() ← agent 级 MCP 服务器
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├── executeSubagentStartHooks() ← Hook 注入
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├── query() ← 进入标准 agentic loop
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│ ├── 消息流逐条 yield
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│ └── recordSidechainTranscript() ← JSONL 持久化(~/.claude/projects/{project}/{session}/subagents/)
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↓
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finalizeAgentTool() ← 结果汇总
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├── 提取文本内容 + usage 统计
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└── mapToolResultToToolResultBlockParam() ← 格式化为 tool_result
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```
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## 三种子 Agent 路径
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## 子 Agent 的三种路径
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系统根据参数和配置走三条不同的路径:
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`AgentTool.call()` 根据 `subagent_type` 参数和 Fork 实验开关,走三条不同的路径:
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| 路径 | 触发条件 | 上下文 | 设计目的 |
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|------|---------|--------|---------|
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| **命名 Agent** | 指定 `subagent_type` | 仅任务描述 | 专业任务委派 |
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| **Fork 子进程** | 启用 Fork + 未指定类型 | 继承父 Agent 完整对话 | Prompt Cache 优化 |
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| **通用回退** | 未启用 Fork + 未指定类型 | 仅任务描述 | 通用任务处理 |
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| 维度 | 命名 Agent(`subagent_type` 指定) | Fork 子进程(Fork 启用 + 类型省略) | General-purpose 回退(Fork 关闭 + 类型省略) |
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|------|-------------------------------------|--------------------------------------|---------------------------------------------|
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| **触发条件** | `subagent_type` 有值 | `isForkSubagentEnabled() === true` 且未指定类型 | `isForkSubagentEnabled() === false` 且未指定类型 |
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| **System Prompt** | Agent 自身的 `getSystemPrompt()` | 继承父 Agent 的完整 System Prompt | General-purpose Agent 的 `getSystemPrompt()` |
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| **工具池** | `assembleToolPool()` 独立组装 | 父 Agent 的原始工具池(`useExactTools: true`) | `assembleToolPool()` 独立组装 |
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| **上下文** | 仅任务描述 | 父 Agent 的完整对话历史(`forkContextMessages`) | 仅任务描述 |
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| **模型** | 可独立指定 | 继承父模型(`model: 'inherit'`) | 可独立指定 |
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| **权限模式** | Agent 定义的 `permissionMode` | `'bubble'`(上浮到父终端) | Agent 定义的 `permissionMode` |
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| **目的** | 专业任务委派 | Prompt Cache 命中率优化 | 通用任务处理 |
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### 命名 Agent:专业委派
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<Note>
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Fork 实验的门控函数 `isForkSubagentEnabled()` 需要同时满足三个前提:`FORK_SUBAGENT` feature flag 已启用、当前不在 Coordinator 模式中、且不是非交互式会话。任一条件不满足时,省略 `subagent_type` 会静默降级为 General-purpose Agent,而非触发 Fork。
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</Note>
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||||
系统预定义了几个内置 Agent,各有明确的职责:
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||||
Fork 路径的设计核心是 **Prompt Cache 共享**:所有 fork 子进程共享父 Agent 的完整 `assistant` 消息(所有 `tool_use` 块),用相同的占位符 `tool_result` 填充,只有最后一个 `text` 块包含各自的指令。这使得 API 请求前缀字节完全一致,最大化缓存命中。
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| Agent | 模型 | 工具 | 用途 |
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|-------|------|------|------|
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||||
| **Explore** | Haiku(轻量快速) | 只读(Read/Grep/Glob) | 代码库搜索与探索 |
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||||
| **Plan** | 继承父模型 | 只读 | 为 Plan Mode 收集信息 |
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||||
| **General-purpose** | 继承父模型 | 全部工具 | 复杂通用任务 |
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```typescript
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// forkSubagent.ts:93 — 所有 fork 子进程的占位结果
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const FORK_PLACEHOLDER_RESULT = 'Fork started — processing in background'
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||||
**设计考量**:Explore Agent 使用 Haiku 模型(更便宜、更快),因为搜索任务不需要 Opus 的推理能力。模型选择是成本和能力的权衡——不是每个子任务都需要最强的模型。
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// buildForkedMessages() 构建:
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// [assistant(全量 tool_use), user(placeholder_results..., 子进程指令)]
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```
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### Fork 子进程:缓存优化
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### Fork 递归防护
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Fork 路径的核心设计是 **Prompt Cache 共享**:所有 fork 子进程共享父 Agent 的完整对话历史,只有最后的指令不同。这使得 API 请求的前缀完全一致,最大化缓存命中。
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Fork 子进程保留 Agent 工具(为了 cache-identical tool defs),但通过两道防线防止递归 fork:
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**为什么不用命名 Agent**?命名 Agent 只拿到任务描述,缺乏父 Agent 的完整上下文。Fork 让子进程"看到"父 Agent 看到的一切,代价是更高的 token 消耗——但通过 Prompt Cache,这部分消耗被大幅降低。
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1. **`querySource` 检查**(压缩安全):`context.options.querySource === 'agent:builtin:fork'`
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2. **消息扫描**(降级兜底):检测 `<fork-boilerplate>` 标签
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Fork 有两道防线防止递归创建子 Agent:检查查询来源标记和扫描消息中的特殊标签。
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### 模型解析优先级
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子 Agent 的模型选择遵循严格的优先级链(`src/utils/model/agent.ts`):
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子 Agent 的模型选择遵循优先级链:
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```
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1. CLAUDE_CODE_SUBAGENT_MODEL 环境变量 ← 全局覆盖
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↓(未设置时)
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2. 每次调用的 model 参数 ← AgentTool 入参
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↓(未指定时)
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3. Agent 定义的 model frontmatter ← 如 "sonnet", "haiku", "inherit"
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↓(未定义时)
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4. 继承父对话模型(conversation model) ← getDefaultSubagentModel() 返回 "inherit"
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环境变量覆盖 > 每次调用参数 > Agent 定义的模型 > 继承父对话模型
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```
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其中 `inherit` 不是简单的模型传递——它经过 `getRuntimeMainLoopModel()` 解析,确保 plan mode 下的 `opusplan→Opus` 等运行时映射正确生效。当 Agent 指定的模型族(如 `haiku`)与父模型同族时,直接复用父模型的精确 ID,避免跨 provider 降级。
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`inherit` 不是简单的模型传递——它经过运行时解析,确保 plan mode 下的模型映射正确生效。
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## 命名 Agent 的工具池独立组装
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## 工具池隔离
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### 内置 Agent
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子 Agent 不继承父 Agent 的工具限制——它的工具池完全独立组装。
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系统预定义了几个内置 Agent(`packages/builtin-tools/src/tools/AgentTool/builtInAgents.ts`),各有明确的职责和模型配置:
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**设计考量**:父 Agent 可能处于受限模式(如 Plan Mode),但子 Agent 可能需要完整的工具集来执行任务。独立的工具池让子 Agent 的权限不受父 Agent 限制。
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| Agent | 模型 | 权限 | 用途 |
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|-------|------|------|------|
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||||
| **Explore** | Haiku(轻量快速) | 只读(Read/Grep/Glob) | 代码库搜索与探索 |
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| **Plan** | 继承父模型 | 只读 | 为 Plan Mode 收集研究信息 |
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| **General-purpose** | 继承父模型 | 全部工具 | 复杂的通用任务处理 |
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| **statusline-setup** | 继承父模型 | 受限 | 配置状态栏设置 |
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| **claude-code-guide** | 继承父模型 | 受限 | 解答 Claude Code 使用问题 |
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Fork 子进程例外——它直接继承父 Agent 的工具池,以保持 Prompt Cache 中工具定义的字节一致性。
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用户还可通过 `.claude/agents/` 目录或 settings 定义自定义 Agent,作用域优先级为:managed settings > CLI `--agents` > 项目级 `.claude/agents/` > 用户级 `~/.claude/agents/` > plugin。
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### Agent 级 MCP 服务器
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命名 Agent(包括 General-purpose 回退)不继承父 Agent 的工具限制——它的工具池完全独立组装。Fork 子进程则通过 `useExactTools: true` 直接继承父 Agent 的原始工具池,以保持 Prompt Cache 中工具定义的字节一致性。
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子 Agent 可以额外连接专属的 MCP 服务器。如果 Agent 声明了 `requiredMcpServers`,系统会等待这些服务器连接完成(最长 30 秒),确保工具可用后才启动。
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命名 Agent 的工具池组装逻辑:
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## Worktree 隔离
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```typescript
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const workerPermissionContext = {
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...appState.toolPermissionContext,
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mode: selectedAgent.permissionMode ?? 'acceptEdits'
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}
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const workerTools = assembleToolPool(workerPermissionContext, appState.mcp.tools)
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`isolation: "worktree"` 参数让子 Agent 在独立的 git worktree 中工作:
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```
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创建 worktree → 子 Agent 在独立副本中工作 → 完成
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→ 有变更:保留 worktree,返回路径
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→ 无变更:自动删除
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```
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关键设计决策:
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- **权限模式独立**:子 Agent 使用 `selectedAgent.permissionMode`(默认 `acceptEdits`),不受父 Agent 当前模式的限制
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- **MCP 工具继承**:`appState.mcp.tools` 包含所有已连接的 MCP 工具,子 Agent 自动获得
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- **Agent 级 MCP 服务器**:`runAgent()` 中的 `initializeAgentMcpServers()` 可以为特定 Agent 额外连接专属 MCP 服务器
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**设计目的**:子 Agent 的实验性修改不应该影响主分支。Worktree 提供了文件系统级别的隔离,同时保持对完整代码库的访问。
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### 工具过滤的 resolveAgentTools
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`runAgent.ts:508` 在工具组装后进一步过滤:
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```typescript
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const resolvedTools = useExactTools
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? availableTools // Fork: 直接使用父工具
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: resolveAgentTools(agentDefinition, availableTools, isAsync).resolvedTools
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```
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`resolveAgentTools()` 会根据 Agent 定义中的 `tools` 字段过滤可用工具,将 `['*']` 映射为全量工具。
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### Hook 事件
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子 Agent 支持 Agent 定义 frontmatter 和全局 settings.json 两种级别的 Hook:
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| 来源 | 事件 | 说明 |
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|------|------|------|
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| Agent frontmatter `hooks` | `PreToolUse` / `PostToolUse` | 工具调用前后拦截 |
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| Agent frontmatter `hooks` | `Stop` | 自动转换为 `SubagentStop`(`registerFrontmatterHooks` 传入 `isAgent=true`) |
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| settings.json | `SubagentStart` | 子 Agent 启动时触发(`executeSubagentStartHooks()`) |
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| settings.json | `SubagentStop` | 子 Agent 停止时触发 |
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## Worktree 隔离机制
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`isolation: "worktree"` 参数让子 Agent 在独立的 git worktree 中工作(`AgentTool.tsx:863`):
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```typescript
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const slug = `agent-${earlyAgentId.slice(0, 8)}`
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worktreeInfo = await createAgentWorktree(slug)
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```
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Worktree 生命周期:
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1. **创建**:在 `.git/worktrees/` 下创建独立工作副本
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2. **CWD 覆盖**:`runWithCwdOverride(worktreePath, fn)` 让所有文件操作在 worktree 中执行
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3. **路径翻译**:Fork + worktree 时注入路径翻译通知(`buildWorktreeNotice`)
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4. **清理**(`cleanupWorktreeIfNeeded`):
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- Hook-based worktree → 始终保留
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- 有变更 → 保留,返回 `worktreePath`
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- 无变更 → 自动删除
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## 生命周期管理:同步 vs 异步
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## 生命周期:同步 vs 异步
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### 异步 Agent(后台运行)
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当 `run_in_background=true`、`selectedAgent.background=true`、或系统判定应强制异步(如 `assistantForceAsync`、`proactiveModule` 激活)时,Agent 立即返回 `async_launched` 状态:
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异步 Agent 立即返回 `async_launched` 状态,主 Agent 可以继续工作。后台 Agent 完成后通过通知机制汇报结果。
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```
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registerAsyncAgent(agentId, ...) ← 注册到 AppState.tasks
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↓ (void — 火后不管)
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runAsyncAgentLifecycle() ← 后台执行(agentToolUtils.ts)
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├── runAgent().onCacheSafeParams ← 进度摘要初始化
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├── 消息流迭代
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├── finalizeAgentTool() ← 结果汇总(提取文本 + usage 统计)
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├── completeAsyncAgent() ← 标记完成(先于通知,确保 TaskOutput 尽快解除阻塞)
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├── classifyHandoffIfNeeded() ← 安全分类(需 TRANSCRIPT_CLASSIFIER feature)
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├── getWorktreeResult() ← Worktree 清理(如有隔离)
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└── enqueueAgentNotification() ← 通知主 Agent
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```
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如果异步 Agent 提供了 `name` 参数,还会注册到 `agentNameRegistry`,支撑 `SendMessage` 工具通过名称路由到该 Agent。
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异步 Agent 获得独立的 `AbortController`,不与父 Agent 共享——用户按 ESC 取消主线程不会杀掉后台 Agent。
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异步 Agent 获得独立的 AbortController——用户取消主线程不会杀掉后台 Agent。这确保长时间运行的构建/测试任务不会被意外中断。
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### 同步 Agent(前台运行)
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同步 Agent 的关键特性是 **可后台化**(`AgentTool.tsx:1107`):
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```typescript
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const registration = registerAgentForeground({
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autoBackgroundMs: getAutoBackgroundMs() || undefined // 默认 120s
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})
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backgroundPromise = registration.backgroundSignal.then(...)
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```
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在 agentic loop 的每次迭代中,系统用 `Promise.race` 竞争下一条消息和后台化信号:
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```typescript
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const raceResult = await Promise.race([
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nextMessagePromise.then(r => ({ type: 'message', result: r })),
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backgroundPromise // 超过 autoBackgroundMs 触发
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])
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```
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||||
后台化后,前台迭代器被终止(`agentIterator.return()`),新的 `runAgent()` 以 `isAsync: true` 重新启动,当前台的输出文件继续写入。
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## 结果回传格式
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`mapToolResultToToolResultBlockParam()` 根据状态返回不同格式:
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| 状态 | 返回内容 |
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|------|---------|
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| `completed` | 内容 + `<usage>` 块(token/tool_calls/duration);无内容时插入占位文本 `"(Subagent completed but returned no output.)"` 防止模型误判为空 |
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| `async_launched` | agentId + outputFile 路径 + 操作指引(指引内容取决于 `canReadOutputFile`:有读取权限时提示通过 Read/Bash 查看进度,否则仅告知已启动) |
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| `teammate_spawned` | agent_id + name + team_name |
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| `remote_launched` | taskId + sessionUrl + outputFile |
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对于一次性内置 Agent(Explore、Plan),当**不存在** worktree 隔离时,`<usage>` 块和 agentId 尾部被省略——每周节省约 1-2 Gtok 的上下文窗口。存在 worktree 时仍需返回 `worktreePath` 和 `worktreeBranch` 信息。
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## MCP 依赖的等待机制
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如果 Agent 声明了 `requiredMcpServers`,`call()` 会等待这些服务器连接完成(`AgentTool.tsx:576`):
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```typescript
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const MAX_WAIT_MS = 30_000 // 最长等 30 秒
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const POLL_INTERVAL_MS = 500 // 每 500ms 轮询
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```
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早期退出条件:任何必需服务器进入 `failed` 状态时立即停止等待。工具可用性通过 `mcp__` 前缀工具名解析(`mcp__serverName__toolName`)判断。等待结束后如果仍有必需服务器未就绪,`call()` 会抛出错误并明确列出缺失的服务器名称。
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同步 Agent 有一个"可后台化"机制:如果执行超过阈值(默认 120 秒),系统自动将其转为后台运行。这防止了一个慢子 Agent 阻塞整个工作循环。
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## 适用场景
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<CardGroup cols={2}>
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<Card title="并行研究" icon="magnifying-glass">
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多个 fork 子进程并行搜索不同方向,共享 Prompt Cache 前缀,只有指令不同
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||||
多个 fork 子进程并行搜索不同方向,共享 Prompt Cache 前缀
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</Card>
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<Card title="专业委派" icon="code-branch">
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||||
使用命名 Agent(Explore/Plan/verification)执行专业任务,受限工具集 + 独立权限
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||||
使用命名 Agent 执行专业任务,受限工具集 + 独立权限
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</Card>
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<Card title="隔离实验" icon="flask">
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`isolation: "worktree"` 在独立工作副本中尝试方案,不影响主分支
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||||
worktree 隔离中尝试方案,不影响主分支
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</Card>
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||||
<Card title="后台构建" icon="layer-group">
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`run_in_background: true` 启动长时间构建/测试任务,主 Agent 继续工作
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||||
异步启动长时间构建/测试,主 Agent 继续工作
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</Card>
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</CardGroup>
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## 接下来
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- **协调者与蜂群** — 理解多 Agent 的高级编排模式
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- **Worktree 隔离** — 深入理解文件系统隔离机制
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- **任务管理** — 理解支撑多 Agent 的任务追踪
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