AI Agents入门教程之五种智能体工作流设计模式

AI智能体不仅仅是花哨的聊天机器人——它们更像是能自主"思考"和行动的智能助手，能够协调多个步骤或工具来完成目标。在实际应用中，智能体通常结合大语言模型（LLM）的推理能力与外部工具（数据库、API等）来处理复杂任务。

Anthropic将这类架构统称为智能体系统，其核心区别在于：工作流沿预定义代码路径运行，而真正的智能体允许LLM动态决定后续动作。随着越来越多产品依赖LLM进行多步推理，运用经典设计模式来组织这些步骤变得至关重要。正如软件设计模式那样，这些AI工作流模式提供了将复杂任务分解为可管理模块的蓝图，使系统更易于构建、调试和扩展。

以下是确保智能体工作流畅运行的五大核心模式，每种模式都代表编排LLM调用与工具使用的典型方法。下文将逐一深入解析这些模式。

提示链（Prompt Chaining）正如其名：将一系列提示串联起来，前一个LLM调用的输出成为下一个提示的输入。换句话说，你需要把任务分解成一个固定的、循序渐进的流程。

例如，要撰写一份报告，第一个提示可能负责生成大纲，第二个填充细节，最后一个优化语言表达。

关键在于，每个步骤都有明确分工，使得每次LLM查询更简单、更精准。正如某指南所述：“提示链将任务分解为一系列步骤，每个LLM调用都处理前一个步骤的输出。”

这种模式就像流水线或烹饪食谱：每个工位（或厨师）都会对产品进行加工，然后传递给下一步。虽然速度较慢（需要更多轮LLM调用），但能显著提升质量。

当任务具有明确的顺序（例如，“提纲→草稿→编辑”）或者你希望通过逐步处理以在速度和准确性之间进行权衡时，可以使用提示链模式。在实际应用中，许多LLM框架都支持轻松实现提示链：只需循环执行每个步骤，用前一个步骤的答案作为下一步的输入，最终生成输出。

适用场景：具有明确、有序步骤的任务（例如，多部分问答、结构化分析）。

路由模式（Routing）的核心在于智能分配：通过LLM（或简单分类器）分析输入内容，将其分类并引导至专属子任务或智能体处理，而非使用单一通用提示。

例如，客户邮件可能根据内容被路由至「退款处理」智能体或「技术支持」智能体，使每个智能体专注于特定领域，从而提升专业度。

正如Anthropic所述：“路由机制对输入进行分类，并将其定向到专门的后续任务”，这种关注点分离的设计能避免单一提示试图处理所有问题。

可将路由想象成一位友善的前台或客服总机：“您需要什么帮助？”——随后将您转接至对应部门。

若缺乏路由机制，开发者可能将所有规则塞进单一提示，试图一次性处理所有可能的输入，结果往往导致混乱或"样样通、样样松"的效果。而路由模式能让每个分支流程得到针对性优化。

适用场景：当你面对不同类别的请求，需要采取非常不同的处理方式（例如，文本摘要、翻译、分类等）。

并行化（Parallelization）使智能体能同时执行多项任务并合并结果，主要体现为两种形式：

• 分块处理（Sectioning）：将任务拆分为可并行执行的独立子任务。例如同时分析产品的不同功能特性。

• 投票表决（Voting）：多次运行相同提示（可调整参数或使用不同模型）获得多样答案后汇总（如采用多数决或集成学习）。

正如LangChain开发者所述：“LLM有时能同步处理任务，并通过编程方式聚合输出结果”。

换言之，同时发起多个LLM调用后，通过规则或另一个模型整合输出。这种方式能显著提升速度与鲁棒性：并行执行节省时间（无需等待长链条任务依次完成），而投票机制可增强可靠性（若五个模型中有三个达成共识，答案大概率正确）。

例如，假设你需要写一个关于同一主题的创意故事、一首搞笑诗和一份事实摘要。你可以同时启动三个LLM实例——一个写故事，一个写诗，一个写摘要——然后将它们的输出拼接成一个完整的响应。

适用场景：适合需要处理大型或时间敏感任务、或者希望从多个角度获得不同观点的情况。

指挥者-工作者模式（Orchestrator–Worker）的核心在于动态任务委派：

• 中央指挥者（由LLM驱动）接收输入后实时分解任务

• 工作者智能体（多个LLM实例）并行处理细分任务

• 指挥者最终整合各模块输出形成完整解决方案

正如Anthropic所定义：“中央LLM动态分解任务、分配给工作者LLM执行，并合成最终结果”。这种模式特别适用于无法预判完整工作流的场景。

评估器-优化器（有时称为generator–critic 循环）将两个智能体配对工作：一个负责生成响应，另一个负责评估并提出改进建议。

本质上这是一个反馈循环：生成器大语言模型写出答案，评估器大语言模型进行评分或批评（指出问题或打分），随后生成器根据反馈修改输出。该循环可重复进行，直至答案达到质量标准。

这个过程类似于学生写作文、教师批改、学生根据评语重写的流程。正如某描述所言：“一个大语言模型调用生成响应，另一个则在循环中持续提供评估和反馈”。

例如：首先生成初始代码方案，随后交由自动化"审查器"检查代码风格或正确性；若评估器发现问题，会指导智能体如何修正，智能体则进行新一轮尝试。

该模式能显著提升可靠性和精细度，特别适用于存在明确质量标准的场景（语法正确性、事实准确性、测试通过率）。每一轮批评都推动输出更接近目标。

适用场景：需要迭代优化的任务，例如创意写作或有精确要求的代码生成。