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Python ReAct Agent 自动化助手

项目简介

这是一个以 CLI 为主 的手写智能 Agent 项目，当前核心能力已经覆盖：

  • Plan-and-Execute + ReAct 主循环
  • 子智能体 / 多智能体协作
  • Skills 技能系统
  • 本地 RAG 知识库（支持 md / txt / docx / pdf）
  • MCP Server 工具接入
  • Hook 事件机制
  • 会话记忆与长期记忆

项目的目标不是做一个“单轮聊天壳”，而是做一个可执行任务、可扩展、可编排的 Agent 框架。

当前功能总览

1. Agent 主循环能力

  • 通用问答直答路径

    • 对纯概念型问题，Agent 会跳过任务规划，直接走回答路径。

  • Plan-and-Execute 路径

    • 先调用模型生成 <step> 计划。
    • 用户确认后，逐步执行每个步骤。

  • ReAct 执行路径

    • 每个步骤内部通过 <thought> / <action> / <observation> 小循环完成。

  • 失败恢复

    • 同一工具连续失败时，会触发恢复逻辑，避免无意义重试。

  • 历史压缩与会话上下文

    • 自动注入最近的会话历史。
    • 超过阈值时压缩消息，降低上下文溢出风险。

2. 子智能体与多智能体能力

  • 子智能体 task()

    • 在独立上下文中执行子任务，不污染父上下文。

  • 队友管理

    • 支持创建队友、列出队友、查看收件箱、广播、发送定向消息。

  • 计划审批 / 优雅下线

    • 队友可提交计划审批请求。
    • 领导可发起 shutdown request，队友可批准或拒绝。

  • 团队状态命令

    • /status
    • /team
    • /inbox [name]

3. Skills 技能系统

  • 技能发现

    • 启动时扫描 skills/*/SKILL.md。

  • 两种触发方式

    • Slash 命令：/analyze-code
    • 关键词匹配：例如“帮我分析代码质量”

  • 按需加载

    • 先只加载轻量 manifest。
    • 真正执行时再 load_skill() 读取完整技能正文。

  • 附加资源延迟读取

    • 技能目录内的参考资料不会一上来全部注入提示词。

当前内置技能目录：

  • analyze-code
  • list-files
  • write-tests

4. RAG 知识库能力

  • 支持文档格式

    • md
    • txt
    • docx
    • 文本型 pdf

  • 结构化解析

    • 提取标题、段落、章节路径、页码。
    • 先形成 block，再组合成 chunk。

  • 结构化分块

    • 尽量不跨章节切块。
    • 支持 chunk overlap。
    • 超长段优先做句子级语义切分，再退回字符滑窗切分。

  • 索引构建

    • 使用 SentenceTransformer("all-MiniLM-L6-v2") 生成 embedding。
    • 使用 ChromaDB 持久化向量库。

  • 查询增强

    • 先做向量召回。
    • 再做轻量关键词重排。
    • 查询结果带上更丰富的 metadata：
      • 来源文件
      • 相对路径
      • 文件类型
      • 标题
      • 章节路径
      • chunk 序号
      • PDF 页码范围

5. MCP 能力

  • 支持从 .mcp/config.json 读取 MCP server 配置
  • 当前仅支持 stdio transport
  • 启动时自动连接 server 并加载 tools
  • 自动把 MCP tool 包装成 Agent 可调用工具
  • /status 可查看 MCP server 连接状态

6. Hook 能力

  • SessionStart

    • 在会话开始前运行

  • PreToolUse

    • 工具执行前运行
    • 当前默认会拦截空的终端命令

  • PostToolUse

    • 工具执行后运行
    • 当前默认记录工具调用日志

7. 内置工具能力

基础工具：

  • read_file
  • write_to_file
  • run_terminal_command
  • list_directory
  • search_in_files
  • web_search
  • query_knowledge_base

Agent 扩展工具：

  • load_skill
  • save_memory
  • task
  • spawn_teammate
  • list_teammates
  • send_message
  • broadcast_message
  • read_team_inbox
  • get_status
  • request_shutdown
  • review_plan
  • 动态 MCP tools（如果已连接 MCP server）

项目结构

.
├── agent.py                 # ReActAgent、子智能体、CLI 入口
├── team.py                  # 多智能体消息总线与队友线程管理
├── tools.py                 # 基础工具与知识库查询
├── skills.py                # 技能注册、匹配、按需加载
├── hooks.py                 # HookRunner 与默认 Hook
├── memory.py                # 长期记忆存储
├── prompt_template.py       # Plan / ReAct / Subagent / Direct Answer 提示词模板
├── internal_mcp/
│   ├── client.py            # MCP client 管理与 tool 调用
│   ├── config.py            # .mcp/config.json 解析
│   └── registry.py          # MCP tool 包装与注册
├── skills/
│   ├── analyze-code/
│   ├── list-files/
│   └── write-tests/
├── rag/
│   ├── build_index.py       # 索引构建入口
│   ├── document_pipeline.py # 文档解析、block/chunk 构建
│   ├── docs/                # 知识库原始文档
│   └── chroma_db/           # Chroma 持久化目录
└── README.md

运行环境

  • Python >=3.11
  • uv
  • Google Gemini API Key，或本地 Ollama

核心依赖：

  • google-genai
  • chromadb
  • sentence-transformers
  • python-docx
  • pypdf
  • mcp
  • ddgs

安装

uv sync

环境变量

在项目根目录创建 .env：

GOOGLE_API_KEY=your_google_api_key_here
HTTPS_PROXY=http://127.0.0.1:7890
HTTP_PROXY=http://127.0.0.1:7890

说明：

  • 使用 gemini-* 模型时需要 GOOGLE_API_KEY
  • 使用 Ollama 本地模型时不需要 Google API Key

快速开始

1. 启动 Agent

使用 Gemini：

uv run python agent.py .

使用 Ollama：

ollama pull qwen2.5:3b
uv run python agent.py . --model qwen2.5:3b

查看帮助：

uv run python agent.py --help

2. 构建知识库索引

先把知识库文档放到 rag/docs/，然后运行：

uv run python rag/build_index.py

支持格式：

  • .md
  • .txt
  • .docx
  • .pdf

3. 常见交互方式

Slash 技能：

/analyze-code
/list-files
/write-tests

团队状态命令：

/status
/team
/inbox
/inbox alice

自然语言示例：

请帮我分析这个仓库的代码结构
请用多 agent 模式处理这个任务，并创建 researcher/coder/tester 队友
帮我查询知识库里关于 LangChain Chains 的内容

6 类核心流程图

1. Agent Loop

flowchart TD
    A["用户输入"] --> B["加载 memory section"]
    B --> C["运行 SessionStart Hook"]
    C --> D{"是否特殊命令"}
    D -->|是| E["/status · /team · /inbox"]
    D -->|否| F{"是否命中 slash skill 或关键词"}
    F -->|是| G["生成 skill hint 或 load_skill 提示"]
    F -->|否| H["直接进入任务决策"]
    G --> H
    H --> I{"是否通用问答"}
    I -->|是| J["Direct Answer"]
    I -->|否| K["Plan 阶段生成 step 列表"]
    K --> L{"规划是否成功"}
    L -->|否| M["降级为纯 ReAct Loop"]
    L -->|是| N["用户确认计划"]
    N --> O["逐步执行 execute_step"]
    O --> P["汇总所有 step 结果"]
    P --> Q["输出 final_answer"]
    J --> Q
    M --> Q
Loading

2. Multi-Agent

flowchart TD
    A["主智能体"] --> B["spawn_teammate"]
    B --> C["TeammateManager 创建线程"]
    C --> D["队友独立 ReAct Loop"]
    D --> E["build_teammate_tools"]
    E --> F["读取 inbox / 执行工具 / 发送消息"]
    F --> G{"是否完成任务"}
    G -->|否| D
    G -->|是| H["send_message 或 task_result 回传 lead"]
    A --> I["/team · /status · /inbox"]
    A --> J["request_shutdown · review_plan"]
    J --> C
Loading

3. RAG

flowchart TD
    A["rag/docs 中的 md / txt / docx / pdf"] --> B["load_documents"]
    B --> C["按格式解析成 document 和 blocks"]
    C --> D["build_chunks"]
    D --> E["结构化 chunk、overlap 与 metadata"]
    E --> F["SentenceTransformer 生成 embedding"]
    F --> G["ChromaDB 持久化"]
    H["query_knowledge_base"] --> I["问题 embedding"]
    I --> G
    G --> J["向量召回候选"]
    J --> K["关键词轻量重排"]
    K --> L["返回片段、来源、标题、章节、页码"]
Loading

4. Skills

flowchart TD
    A["启动 Agent"] --> B["扫描 skills/*/SKILL.md"]
    B --> C["解析 frontmatter 和 Description/Keywords"]
    C --> D["仅保存轻量 manifest"]
    E["用户输入"] --> F{"是否 /skill-name"}
    F -->|是| G["精确命中技能"]
    F -->|否| H["match_skill 关键词匹配"]
    G --> I["提示先调用 load_skill"]
    H --> I
    I --> J["按需读取完整技能正文"]
    J --> K["必要时再读取技能附加资源"]
    K --> L["进入计划或执行阶段"]
Loading

5. MCP

flowchart TD
    A["项目目录 .mcp/config.json"] --> B["load_mcp_server_configs"]
    B --> C["MCPClientManager.load_servers"]
    C --> D["连接 stdio server"]
    D --> E["list_tools"]
    E --> F["MCPToolRegistry 生成包装函数"]
    F --> G["注册到 Agent tools"]
    G --> H["模型在执行阶段调用 mcp_xxx 工具"]
    H --> I["client.call_tool"]
    I --> J["返回格式化结果"]
Loading

6. Hook

flowchart TD
    A["用户开始会话"] --> B["SessionStart Hook"]
    B --> C{"exit_code"}
    C -->|BLOCK| D["直接终止"]
    C -->|APPEND| E["附加消息到任务上下文"]
    C -->|CONTINUE| F["继续执行 Agent"]
    F --> G["模型生成 action"]
    G --> H["PreToolUse Hook"]
    H --> I{"是否允许执行工具"}
    I -->|否| J["返回阻止信息"]
    I -->|是| K["执行工具"]
    K --> L["PostToolUse Hook"]
    L --> M["写回 observation"]
Loading

各模块说明

Agent Loop

agent.py 中的 ReActAgent.run() 是总入口，当前主流程大致分为三条：

  • 特殊命令路径

    • /status
    • /team
    • /inbox [name]

  • 通用问答路径

    • 识别为概念问答后，直接调用 _direct_answer()
    • 默认只暴露 web_search 和 query_knowledge_base

  • 任务执行路径

    • 先规划
    • 再逐步执行
    • 最后汇总

Multi-Agent

当前多智能体分为两层：

  • 轻量子智能体

    • task(prompt)
    • 用于派生一个独立上下文的小代理执行子任务

  • 队友线程模型

    • 由 team.py 中的 TeammateManager 管理
    • 基于 MessageBus 的 inbox 文件通信
    • 适合更持久的 team-style 协作

RAG

当前 RAG 的核心文件：

  • rag/document_pipeline.py
  • rag/build_index.py
  • tools.py::query_knowledge_base

当前分块参数：

  • CHUNK_SIZE = 500
  • CHUNK_OVERLAP = 50

当前 chunking 逻辑：

  • 尽量保持同一 chunk 不跨章节
  • 普通情况按 block 组合 chunk
  • 超长段优先按句子/换行做语义切分
  • 仍不够时退回字符滑窗切分

Skills

技能系统当前是“轻量发现 + 按需加载”模式：

  • 启动时只读取 manifest
  • 真正执行时再加载完整技能正文
  • 技能附加资源只暴露路径，不一次性全部注入上下文

MCP

当前 MCP 配置文件位置：

.mcp/config.json

当前配置要求：

  • servers 必须是数组
  • 当前只支持 stdio
  • command 必填
  • args 必须是字符串数组
  • env 必须是字符串字典

一个最小示例：

{
  "servers": [
    {
      "name": "example",
      "transport": "stdio",
      "command": "python",
      "args": ["path/to/server.py"],
      "enabled": true
    }
  ]
}

Hook

默认 Hook 在 hooks.py 中注册：

  • SessionStart
  • PreToolUse
  • PostToolUse

默认行为：

  • 会话开始时打印 SessionStart
  • 工具执行前校验空终端命令
  • 工具执行后打印 PostToolUse

扩展方式

添加新工具

  1. 在 tools.py 中定义函数并写清 docstring
  2. 在 agent.py 的 main() 中加入基础工具列表，或在 ReActAgent.__init__() 中注册为方法工具
  3. 启动后工具会自动出现在提示词工具列表中

添加新技能

在 skills/<skill-name>/SKILL.md 中编写技能文件，推荐包含：

  • frontmatter（可选）
  • # 标题
  • ## Description
  • ## Keywords
  • ## Steps

技能会在下次启动时自动发现。

添加新 Hook

  1. 在 hooks.py 中实现一个 handler
  2. 返回 HookResult 或字典
  3. 在 build_default_hook_runner() 中注册事件

添加新 MCP Server

  1. 在项目根目录创建或修改 .mcp/config.json
  2. 配置好 command、args、env
  3. 重启 Agent
  4. 用 /status 查看 MCP server 是否成功连接

使用建议

  • 概念型问题：适合直接问，Agent 会倾向走直答路径
  • 项目分析 / 改代码：适合走 Plan-and-Execute + ReAct
  • 复杂任务拆分：显式要求使用 multi-agent
  • 固定类型任务：优先用 Skills
  • 知识问答：先构建 RAG 索引，再用 query_knowledge_base
  • 外部工具生态接入：优先通过 MCP

注意事项

  1. 使用 Gemini 时请确保 .env 和代理配置可用
  2. run_terminal_command 属于高风险工具，执行前务必确认命令内容
  3. 构建 RAG 前请先把文档放进 rag/docs/
  4. PDF 支持基于文本提取，对扫描版图片 PDF 不保证效果
  5. 当前 MCP 仅支持 stdio transport

致谢

许可证

本项目基于 MIT License 开源。

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