大模型Agent几种常见的架构设计模式-编程知识

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架构设计模式已成为程序员的重要技能。在大模型 Agent 智能体应用领域，同样需要架构设计模式来支撑大模型应用在企业中规模的落地。

根据多年的架构设计经验，我在这里整理总结了一些针对大模型应用的设计方法和架构模式，试图应对和解决大模型应用实现中的一些挑战：推理成本问题、推迟性能延迟问题、生成幻觉问题、生成复读机等问题。

今天先来介绍最常用的 ReAct 架构设计模式。

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ReAct 架构设计模式

ReAct 是 Reseaning 和 Action 两个词的前缀合成，代表着先推理再行动的一种架构设计模式。进一步拆解来看，ReAct 有3个重要的组成部分：Planning（规划）、Action（行动）、Observation（观测），如下图所示：

我们先来看一个工作中的案例：马上五一长假了，你老板让你给他安排从上海去巴黎的行程，给你的预算是8K。

你收到这个任务后，

第一步：通过大脑思考给出一个 Planning（规划）的方案，从上海直飞巴黎。

第二步：需要通过去哪儿等订票网站 Action（行动）落实第一步的规划方案。

第三步：对订票 Action（行动）的过程进行观测，发现从上海直飞巴黎的机票最便宜的都需要1W+，老板给的预算不够，因此需要重新规划行程（Replanning），选择转机的方案，如下图 6990 元就够了。

目前世界上最聪明的 Agent 就是人类，大模型 Agent 智能体是仿照人类的思维方式来完成各种任务，因此大模型 Agent 智能体同样需要 ReAct 的 Planning-Action-Observation 三步架构落地方式。

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ReAct 架构设计模式代码实现

大模型 Agent 智能体的 ReAct 架构设计模式本质是将人类的思维、做事方式以 Prompt Engineering 的方式告诉大模型进行规划、并调用工具完成执行、形成 Run Loop 循环持续迭代直到完成对应的任务。

推荐 Sam Witteveen 开源的 ReAct 的架构设计实现，Github 地址如下：https://github.com/samwit/langchain-tutorials/blob/main/agents/YT_Exploring_ReAct_on_Langchain.ipynb

代码结构主要有以下几步：

第一步：生成提示词。

将代码中预设好 ReAct 的提示词模板（格式：Quesion->Thought->Action->Observation）和用户的问题进行合并。

第二步：调用大模型生成 Thought + Action。

将 Few-shot 少样本提示词发给大模型，大模型生成一堆 Thought、Action 和 Observation，我们并不希望大模型输出 Observation。因此在代码里通过 Stop.Observation 来控制大模型遇到 Observation 后停止输出，最后大模型仅仅返回 Thought 和 Action。

第三步：调用外部工具（API）完成执行。

获得 Action 后，若非 “Finish” 状态，大模型将运用其 Function Calling 能力，即将 Action 中的自然语言转化为对应外部工具可理解的 API 调用。此功能本质上是对大模型进行微调以实现语言到 API 接口格式的精准转换。

第四步：生成 Observation。

API 接口响应数据接收后，系统会将其转化为自然语言表述，形成Observation。接着，将新生成的 Observation 与先前的 Thought 及当前非“Finish”的 Action 一并提交给大模型，继续执行步骤2（Thought 生成）与步骤3（Action 转化及执行）。这一循环将持续进行，直到接收到 Action为 “Finish” 为止。

第五步：完成输出。

在流程结束时，最后一个 Observation 会被转化为易于理解的自然语言表述，然后呈现给用户，作为整个交互过程的最终输出结果。

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