实验 13 · Agent 与 MCP — 类型化工具、状态机与崩溃恢复

本实验筑牢 AI Agent 系统的四个工程底线：严格基于 JSON Schema 的参数校验、高风险操作的人在环路（HITL）审批令牌、可确定性重放的状态机，以及基于持久化 Checkpoint 的崩溃恢复能力。

网页即时交互实验一：Agent 核心生命周期状态机

真正的生产级 Agent 绝不是简单的 while True 死循环，而是严格由状态转移驱动的有限状态机。在模型生成 tool_calls 后，必须依次通过 Schema 校验、权限鉴权、人在环路拦截、工具执行与自纠错收敛：

交互：Agent 主循环状态机

所谓 Agent，本质就是一个「LLM 推理 → 调工具 → 把结果塞回上下文」的 while 循环。

max_steps = 8工具失败率 = 20%

Idle

等待用户输入

step 0 / 8 · retry 0/3

→ think（user msg）

点「单步执行」开始

教学要点（红旗实验）：把失败率拉到 80%，反复点执行 —— Agent 会卡在 Execute 自旋，直到触发 3 次重试上限进 Error。没有 max_steps 和重试上限的 Agent 会烧光你的 token 预算。 这两个数字不是可选项，是生产环境的保险丝。

网页即时交互实验二：故障注入与 Checkpoint 崩溃恢复演练

在长时间运行的多步智能体任务中，网络中断或进程崩溃在所难免。通过在每个状态转换边界写入幂等 Checkpoint，Agent 在故障重启后能够从最近一次一致状态继续执行，避免重复扣费或副作用重放：

每一步只推进一个状态；高风险动作先批准，故障重试复用同一个 idempotency key，不把重复副作用当成功。

before_toolcheckpoint saved · idempotency=write-001

before_toolcheckpoint saved · idempotency=write-001

这是离线状态机演示；真实合同由 python/agent_core、checkpoint 和安全测试证明，不连接任何工具或账号。

网页即时交互演练三：声明式 Tool 分发与状态机执行循环

在免安装的浏览器 WebAssembly 运行环境中，直接练习实现 Agent 状态机与工具调用分发循环：

🐍

实验 13 · 声明式 Tool 派发与 Agent 状态机

JSON Schema 严格校验、工具安全分发与可恢复执行循环

↗ 独立演练台

# 实验 13 · 动手挑战：手写 Agent 工具分发循环
class AgentRunner:
    def __init__(self):
        self.tools = {}
        self.history = []
 
    def register_tool(self, name, fn):
        self.tools[name] = fn
 
    def step(self, tool_call):
        # TODO: 安全调用对应工具并将执行结果以 {"role": "tool", "content": ...} 追加到 self.history
        pass
 
agent = AgentRunner()
agent.register_tool("add", lambda a, b: a + b)
res = agent.step({"name": "add", "arguments": {"a": 10, "b": 32}})
 
assert res == 42, f"工具执行错误: {res}"
assert len(agent.history) == 1 and agent.history[0]["content"] == "42"
print("🎉 声明式工具注册与可恢复执行循环断言 100% 通过！")

Python 3行 1, 列 121 行 · 604 字符

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交互实验指南

人在环路拦截：在状态机中触发高危操作（如转账或写入磁盘），观察系统如何挂起并等待人工审批 Token。
崩溃重放一致性：在恢复演练中注入断电故障，点击恢复执行，核对执行结果是否与无故障运行保持位级等价。

本地动手实验与单元测试

在网页端观察状态转移后，回到本地运行你的类型化工具分发、MCP 协议集成与崩溃恢复套件：

bash

cd <仓库根目录>
source .venv/bin/activate
export PYTHONPATH="$PWD/python"

# 运行 Agent 状态机与 MCP 单元测试
pytest python/tests/test_agent_tools.py -v

下一步

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→ 进入实验 14：真实生产级 LLM API 接入

实验 13 · Agent 与 MCP — 类型化工具、状态机与崩溃恢复 ​

网页即时交互实验一：Agent 核心生命周期状态机 ​

交互：Agent 主循环状态机

网页即时交互实验二：故障注入与 Checkpoint 崩溃恢复演练 ​

HITL、checkpoint 与幂等恢复

网页即时交互演练三：声明式 Tool 分发与状态机执行循环 ​