【从0到1构建一个ClaudeAgent】规划与协调-技能

发布时间:2026/6/24 4:18:40
【从0到1构建一个ClaudeAgent】规划与协调-技能 这里解决了 Agent 开发中的一个核心痛点上下文窗口限制与知识广度的矛盾。Java 实现代码javapublic class AgentWithSkills { private static final Path WORKDIR Paths.get(System.getProperty(user.dir)); private static final Path SKILLS_DIR WORKDIR.resolve(skills); // 新增技能目录 // --- 1. 技能管理SkillLoader --- // 技能实体 public static class Skill { public String name; public String description; public String tags; public String body; // 技能的具体指令内容 public Path path; } // 管理器类 public static class SkillLoader { private final MapString, Skill skills new HashMap(); public SkillLoader(Path skillsDir) { if (Files.exists(skillsDir)) { loadAll(skillsDir); } } // 扫描所有技能 private void loadAll(Path dir) { try (var stream Files.walk(dir)) { stream.filter(p - p.getFileName().toString().equals(SKILL.md)) .forEach(this::parseSkillFile); } catch (IOException e) { System.err.println(Error loading skills: e.getMessage()); } } // 解析单个技能文件 private void parseSkillFile(Path path) { try { String content Files.readString(path); // 解析 Frontmatter (--- ... ---) Matcher matcher Pattern.compile(^---\\n(.*?)\\n---\\n(.*), Pattern.DOTALL).matcher(content); Skill skill new Skill(); skill.path path; skill.name path.getParent().getFileName().toString(); // 默认名称 if (matcher.matches()) { String metaBlock matcher.group(1); skill.body matcher.group(2).trim(); // 解析 YAML for (String line : metaBlock.split(\\n)) { if (line.contains(:)) { String[] parts line.split(:, 2); String key parts[0].trim(); String val parts[1].trim(); if (name.equals(key)) skill.name val; if (description.equals(key)) skill.description val; if (tags.equals(key)) skill.tags val; } } } else { skill.body content.trim(); // 没有 frontmatter skill.description No description; } skills.put(skill.name, skill); } catch (IOException e) { System.err.println(Failed to parse skill: path); } } // Layer 1: 获取简短描述列表 public String getDescriptions() { if (skills.isEmpty()) return (no skills available); return skills.values().stream() .map(s - String.format( - %s: %s [%s], s.name, s.description, s.tags ! null ? s.tags : )) .collect(Collectors.joining(\n)); } // Layer 2: 获取完整技能内容 public String getContent(String name) { Skill skill skills.get(name); if (skill null) { return Error: Unknown skill name . Available: String.join(, , skills.keySet()); } return String.format(skill name\%s\\n%s\n/skill, skill.name, skill.body); } } private static final SkillLoader SKILL_LOADER new SkillLoader(SKILLS_DIR); // --- 2. 工具定义与分发 --- public enum ToolType { BASH(bash), READ_FILE(read_file), WRITE_FILE(write_file), EDIT_FILE(edit_file), LOAD_SKILL(load_skill); // 新增技能加载工具 public final String name; ToolType(String name) { this.name name; } } private static final MapString, ToolExecutor TOOL_HANDLERS new HashMap(); static { // ... 省略已有的工具注册 // 注册 load_skill 工具 TOOL_HANDLERS.put(ToolType.LOAD_SKILL.name, args - SKILL_LOADER.getContent((String) args.get(name))); } // --- 3. 核心循环 --- // Layer 1: 系统提示词注入技能列表 private static final String SYSTEM_PROMPT String.format( You are a coding agent at %s.\n Use load_skill to access specialized knowledge.\n Skills available:\n%s, WORKDIR, SKILL_LOADER.getDescriptions() // 动态注入技能列表 ); public static void agentLoop(ListMapString, Object messages) { // ... 省略相同的主循环逻辑但注意 SYSTEM_PROMPT 包含了技能列表 } // 辅助方法构建工具定义 JSON private static ListMapString, Object getToolSpecs() { ListMapString, Object tools new ArrayList(); // ... 添加基础工具定义 // 添加 load_skill 定义 MapString, Object skillTool new HashMap(); skillTool.put(name, load_skill); skillTool.put(description, Load specialized knowledge by name.); MapString, Object schema new HashMap(); schema.put(type, object); schema.put(properties, Map.of(name, Map.of(type, string, description, Skill name))); schema.put(required, Arrays.asList(name)); skillTool.put(input_schema, schema); tools.add(skillTool); return tools; } }这段代码引入了知识分层和懒加载的概念这是解决 LLM 上下文限制Context Window的关键策略。技能系统架构SkillLoader核心思想引入外部知识库系统将专业知识和经验以结构化的技能文件形式存储让Agent能够动态学习和复用专业知识实现知识外挂。java// 技能实体 - 知识的结构化表示 public static class Skill { public String name; // 技能名称 public String description; // 简短描述 public String tags; // 分类标签 public String body; // 技能的具体指令内容 public Path path; // 文件路径 // 结构化知识名称、描述、标签、内容四位一体 // 文件存储技能存储在外部文件中易于管理和更新 }java// SkillLoader - 技能管理器 public static class SkillLoader { private final MapString, Skill skills new HashMap(); // 技能索引内存缓存快速查找 public SkillLoader(Path skillsDir) { if (Files.exists(skillsDir)) { loadAll(skillsDir); } } // 自动扫描启动时自动加载所有技能 // 可插拔技能存储在外部目录随时可以添加/删除 // 扫描所有技能文件 private void loadAll(Path dir) { try (var stream Files.walk(dir)) { stream.filter(p - p.getFileName().toString().equals(SKILL.md)) .forEach(this::parseSkillFile); // 约定大于配置所有技能文件名为SKILL.md // 递归扫描支持技能目录层级结构 } catch (IOException e) { System.err.println(Error loading skills: e.getMessage()); } } }知识外化将AI的专业知识存储在外部文件而不是硬编码在代码中动态加载程序启动时自动扫描技能目录约定驱动通过文件名SKILL.md标识技能文件结构化管理用面向对象的方式管理技能技能文件格式与解析java// 技能文件解析 private void parseSkillFile(Path path) { try { String content Files.readString(path); // 解析 Frontmatter (--- ... ---) Matcher matcher Pattern.compile(^---\\n(.*?)\\n---\\n(.*), Pattern.DOTALL).matcher(content); // 混合格式YAML元数据 Markdown内容 // 前元数据name, description, tags // 后内容具体的技能指导 Skill skill new Skill(); skill.path path; skill.name path.getParent().getFileName().toString(); // 默认名称 if (matcher.matches()) { String metaBlock matcher.group(1); skill.body matcher.group(2).trim(); // 元数据块解析 // 内容块技能的核心知识 for (String line : metaBlock.split(\\n)) { if (line.contains(:)) { String[] parts line.split(:, 2); String key parts[0].trim(); String val parts[1].trim(); if (name.equals(key)) skill.name val; if (description.equals(key)) skill.description val; if (tags.equals(key)) skill.tags val; } } } else { skill.body content.trim(); // 没有frontmatter则全是内容 skill.description No description; } skills.put(skill.name, skill); } catch (IOException e) { System.err.println(Failed to parse skill: path); } }元数据内容YAML Frontmatter Markdown内容的标准格式灵活兼容支持有/无元数据的文件格式默认命名用文件夹名作为默认技能名容错解析解析失败不影响整体运行双层级技能访问模式java// Layer 1: 获取简短描述列表 (用于 System Prompt) public String getDescriptions() { if (skills.isEmpty()) return (no skills available); return skills.values().stream() .map(s - String.format( - %s: %s [%s], s.name, s.description, s.tags ! null ? s.tags : )) .collect(Collectors.joining(\n)); // 简要列表名称 描述 标签 // 格式统一便于LLM理解和选择 } // Layer 2: 获取完整技能内容 (用于 Tool Result) public String getContent(String name) { Skill skill skills.get(name); if (skill null) { return Error: Unknown skill name . Available: String.join(, , skills.keySet()); } return String.format(skill name\%s\\n%s\n/skill, skill.name, skill.body); // 完整内容用XML标签包裹便于LLM识别 // 错误提示提供可用技能列表 }摘要模式先看目录再决定获取哪个详情渐进式披露避免一次性暴露所有信息污染上下文标签化用skill标签标注内容来源自描述错误未知技能时返回可用列表技能系统集成java// 系统提示词动态注入技能列表 private static final String SYSTEM_PROMPT String.format( You are a coding agent at %s.\n Use load_skill to access specialized knowledge.\n Skills available:\n%s, // 关键将技能列表注入系统提示 WORKDIR, SKILL_LOADER.getDescriptions() ); // 动态提示系统提示词包含当前可用的技能列表 // 主动引导明确告诉LLM使用load_skill工具获取知识 // load_skill工具定义 private static ListMapString, Object getToolSpecs() { // ... 添加基础工具 // 添加 load_skill 定义 MapString, Object skillTool new HashMap(); skillTool.put(name, load_skill); skillTool.put(description, Load specialized knowledge by name.); MapString, Object schema new HashMap(); schema.put(type, object); schema.put(properties, Map.of(name, Map.of(type, string, description, Skill name))); schema.put(required, Arrays.asList(name)); skillTool.put(input_schema, schema); tools.add(skillTool); // 专用工具为技能系统创建专门的工具 // 简单接口只需要技能名一个参数 }动态上下文系统提示词根据实际技能动态生成工具化访问将知识获取抽象为工具调用简单接口最小化的参数设计与基础工具并存技能工具和操作工具在同一系统中技能文件示例markdown--- name: java-refactoring description: Best practices for refactoring Java code tags: java, refactoring, clean-code --- # Java代码重构最佳实践 ## 1. 识别代码异味 - 过长的方法20行 - 过大的类500行 - 重复代码块 - 过深的嵌套3层 ## 2. 重构技术 - 提取方法将重复代码提取为私有方法 - 重命名使用清晰的变量名和方法名 - 移动方法将方法移到更合适的类中 - 引入参数对象减少方法参数数量 ## 3. 步骤指南 1. 先写测试确保现有功能正常 2. 小步快跑每次只做一个重构 3. 重构后立即运行测试 4. 提交到版本控制知识结构化专业经验被系统地组织可维护人类和AI都能理解和更新可复用多个Agent可以共享相同的技能库渐进式完善可以不断积累和优化技能架构演进与价值从 AgentWithSubAgents 到 AgentWithSkills 的升级维度AgentWithSubAgentsAgentWithSkills知识来源内置在模型权重中外部技能文件知识更新重新训练模型修改文件即可知识复用无法复用跨项目共享专业性通用能力领域专家知识上下文动态生成静态知识库