概述

本文档专门分析AutoGen系统中各组件间的交互流程,通过详细的时序图展示消息传递、代理生命周期、团队协作等关键流程的实现机制。

1. 代理生命周期管理时序

1.1 代理创建和注册流程

sequenceDiagram participant App as 应用程序 participant RT as AgentRuntime participant AF as AgentFactory participant A as Agent实例 participant SM as SubscriptionManager participant REG as Registry Note over App,REG: 代理注册和创建流程 App->>RT: register_factory(type, factory_func) activate RT RT->>AF: 存储工厂函数 AF->>RT: 工厂注册完成 RT->>SM: 准备订阅管理 SM->>RT: 订阅管理器就绪 RT->>App: 返回AgentType deactivate RT Note over App,REG: 代理实例化流程 App->>RT: send_message(message, AgentId) activate RT RT->>RT: 检查代理缓存 RT->>AF: 调用工厂函数 activate AF AF->>A: 创建代理实例 activate A A->>A: 初始化代理状态 A->>AF: 返回代理实例 deactivate A AF->>RT: 返回代理实例 deactivate AF RT->>A: bind_id_and_runtime(id, runtime) activate A A->>A: 绑定ID和运行时 A->>RT: 绑定完成 deactivate A RT->>SM: 添加代理订阅 SM->>REG: 注册代理到注册表 REG->>SM: 注册成功 SM->>RT: 订阅添加完成 RT->>A: on_message(message, context) activate A A->>A: 处理消息 A->>RT: 返回响应 deactivate A RT->>App: 返回处理结果 deactivate RT

1.2 代理状态管理时序

sequenceDiagram participant A as Agent participant RT as Runtime participant SM as StateManager participant PS as PersistentStore participant MON as Monitor Note over A,MON: 代理状态保存流程 A->>RT: 触发状态保存 RT->>SM: save_agent_state(agent_id) activate SM SM->>A: 获取当前状态 A->>SM: 返回状态数据 SM->>SM: 序列化状态 SM->>PS: 持久化状态数据 activate PS PS->>PS: 写入存储 PS->>SM: 保存成功确认 deactivate PS SM->>MON: 记录状态保存事件 MON->>MON: 更新监控指标 SM->>RT: 状态保存完成 deactivate SM RT->>A: 保存成功通知 Note over A,MON: 代理状态恢复流程 RT->>SM: load_agent_state(agent_id, state) activate SM SM->>PS: 读取状态数据 activate PS PS->>SM: 返回状态数据 deactivate PS SM->>SM: 反序列化状态 SM->>A: 加载状态到代理 activate A A->>A: 恢复内部状态 A->>SM: 状态恢复完成 deactivate A SM->>MON: 记录状态恢复事件 SM->>RT: 状态恢复完成 deactivate SM

2. 消息传递与路由时序

2.1 点对点消息传递

sequenceDiagram participant S as Sender代理 participant SRT as Sender运行时 participant MQ as 消息队列 participant TRT as Target运行时 participant T as Target代理 participant IH as 干预处理器 Note over S,IH: 点对点消息发送流程 S->>SRT: send_message(message, recipient) activate SRT SRT->>IH: on_send_message(message, sender, recipient) activate IH IH->>IH: 检查和转换消息 IH->>SRT: 返回处理后的消息 deactivate IH SRT->>SRT: 创建SendMessageEnvelope SRT->>MQ: 加入消息队列 activate MQ MQ->>MQ: 队列处理消息 MQ->>TRT: 投递消息 activate TRT TRT->>TRT: 解析目标代理ID TRT->>T: 获取或创建目标代理 activate T TRT->>T: on_message(message, context) T->>T: 处理消息逻辑 T->>TRT: 返回处理结果 deactivate T TRT->>MQ: 返回响应 deactivate TRT MQ->>SRT: 传递响应 deactivate MQ SRT->>S: 返回最终结果 deactivate SRT

2.2 发布订阅消息传递

sequenceDiagram participant P as Publisher participant PRT as Publisher运行时 participant RG as 路由网关 participant SM as 订阅管理器 participant W1 as Worker1 participant W2 as Worker2 participant A1 as Agent1 participant A2 as Agent2 Note over P,A2: 发布订阅消息流程 P->>PRT: publish_message(message, topic_id) activate PRT PRT->>PRT: 创建PublishMessageEnvelope PRT->>RG: 发送发布请求 activate RG RG->>SM: 查找匹配订阅 activate SM SM->>SM: 遍历订阅规则 SM->>SM: 匹配topic_id SM->>RG: 返回订阅者列表 deactivate SM par 并行发送到多个订阅者 RG->>W1: 转发消息到Worker1 and RG->>W2: 转发消息到Worker2 end par 并行处理消息 W1->>A1: 激活/获取Agent1 activate A1 A1->>A1: 处理发布消息 A1->>W1: 处理完成 deactivate A1 W1->>RG: 处理结果1 and W2->>A2: 激活/获取Agent2 activate A2 A2->>A2: 处理发布消息 A2->>W2: 处理完成 deactivate A2 W2->>RG: 处理结果2 end RG->>PRT: 所有订阅者处理完成 deactivate RG PRT->>P: 发布完成确认 deactivate PRT

2.3 gRPC分布式消息传递

sequenceDiagram participant C as Client代理 participant CR as Client运行时 participant GMR as gRPC消息路由器 participant GW as Gateway服务 participant TW as Target Worker participant TA as Target代理 Note over C,TA: gRPC分布式消息传递流程 C->>CR: send_message(message, remote_agent_id) activate CR CR->>GMR: 发起gRPC调用 activate GMR GMR->>GMR: 序列化消息为RpcRequest GMR->>GW: gRPC调用: OpenChannel.send(RpcRequest) activate GW GW->>GW: 查找目标Worker GW->>TW: 转发RpcRequest activate TW TW->>TW: 反序列化消息 TW->>TA: 获取/创建目标代理 activate TA TW->>TA: on_message_async(message, context) TA->>TA: 处理业务逻辑 TA->>TW: 返回处理结果 deactivate TA TW->>TW: 序列化响应为RpcResponse TW->>GW: 返回RpcResponse deactivate TW GW->>GMR: gRPC响应: RpcResponse deactivate GW GMR->>GMR: 反序列化响应 GMR->>CR: 返回处理结果 deactivate GMR CR->>C: 返回最终结果 deactivate CR

3. 团队协作交互流程

3.1 GroupChat团队协作时序

sequenceDiagram participant U as 用户 participant GC as GroupChat团队 participant MGR as GroupChatManager participant C1 as ChatAgent容器1 participant C2 as ChatAgent容器2 participant C3 as ChatAgent容器3 participant A1 as Agent1 participant A2 as Agent2 participant A3 as Agent3 Note over U,A3: GroupChat团队协作流程 U->>GC: run(task="创作一篇文章") activate GC GC->>MGR: 启动群聊管理器 activate MGR MGR->>C1: 发送GroupChatStart事件 MGR->>C2: 发送GroupChatStart事件 MGR->>C3: 发送GroupChatStart事件 par 并行初始化容器 C1->>A1: 准备代理1(写作者) and C2->>A2: 准备代理2(审核者) and C3->>A3: 准备代理3(编辑者) end Note over MGR,A3: 轮次1: 写作者生成初稿 MGR->>C1: 发送GroupChatRequestPublish C1->>A1: on_messages([task_message]) activate A1 A1->>A1: 生成文章初稿 A1->>C1: 返回Response(初稿内容) deactivate A1 C1->>MGR: GroupChatAgentResponse(初稿) MGR->>C2: 广播消息到审核者 MGR->>C3: 广播消息到编辑者 Note over MGR,A3: 轮次2: 审核者提供反馈 MGR->>C2: 发送GroupChatRequestPublish C2->>A2: on_messages([task_message, 初稿]) activate A2 A2->>A2: 审核内容并提供建议 A2->>C2: 返回Response(审核建议) deactivate A2 C2->>MGR: GroupChatAgentResponse(审核建议) MGR->>C1: 广播到写作者 MGR->>C3: 广播到编辑者 Note over MGR,A3: 轮次3: 编辑者完善内容 MGR->>C3: 发送GroupChatRequestPublish C3->>A3: on_messages([task_message, 初稿, 审核建议]) activate A3 A3->>A3: 根据建议完善文章 A3->>C3: 返回Response(最终版本 + TERMINATE) deactivate A3 C3->>MGR: GroupChatAgentResponse(最终版本) MGR->>MGR: 检测到TERMINATE,结束协作 MGR->>GC: 返回TaskResult deactivate MGR GC->>U: 返回最终创作结果 deactivate GC

3.2 Swarm代理切换时序

sequenceDiagram participant U as 用户 participant SWARM as Swarm团队 participant A1 as 路由代理 participant A2 as 专家代理1 participant A3 as 专家代理2 participant HM as HandoffManager Note over U,HM: Swarm代理动态切换流程 U->>SWARM: run(task="复杂技术问题") activate SWARM SWARM->>A1: 初始路由代理处理 activate A1 A1->>A1: 分析任务复杂度 A1->>A1: 识别需要专家介入 A1->>SWARM: HandoffMessage(target="技术专家1") deactivate A1 SWARM->>HM: 处理代理切换 activate HM HM->>HM: 验证切换合法性 HM->>A2: 激活技术专家1 activate A2 HM->>A2: 传递上下文和任务 deactivate HM A2->>A2: 深入分析技术问题 A2->>A2: 发现需要更专业的专家 A2->>SWARM: HandoffMessage(target="技术专家2", context="详细分析结果") deactivate A2 SWARM->>HM: 处理二次切换 activate HM HM->>A3: 激活技术专家2 activate A3 HM->>A3: 传递完整上下文 deactivate HM A3->>A3: 提供最终技术解决方案 A3->>SWARM: 最终响应 + TERMINATE deactivate A3 SWARM->>U: 返回解决方案 deactivate SWARM

4. 工具调用与执行时序

4.1 工具调用完整流程

sequenceDiagram participant A as AssistantAgent participant MC as ModelClient participant TM as ToolManager participant T1 as Tool1(天气API) participant T2 as Tool2(计算器) participant EX as ExecutionEngine Note over A,EX: 多工具并发调用流程 A->>MC: create(messages, tools=[weather_tool, calc_tool]) activate MC MC->>MC: LLM推理 MC->>A: 返回工具调用请求 deactivate MC A->>A: 解析工具调用列表 A->>TM: 验证工具调用合法性 activate TM TM->>TM: 检查工具权限和参数 TM->>A: 验证通过 deactivate TM par 并发执行多个工具 A->>EX: execute_tool(weather_call) activate EX EX->>T1: call_api(city="北京") activate T1 T1->>T1: 调用天气API T1->>EX: 返回天气数据 deactivate T1 EX->>A: 工具1执行结果 deactivate EX and A->>EX: execute_tool(calc_call) activate EX EX->>T2: calculate(expression="123*456") activate T2 T2->>T2: 执行数学计算 T2->>EX: 返回计算结果 deactivate T2 EX->>A: 工具2执行结果 deactivate EX end A->>A: 收集所有工具执行结果 A->>A: 构造工具结果消息 alt reflect_on_tool_use = true A->>MC: create(messages + tool_results) activate MC MC->>MC: 基于工具结果生成最终响应 MC->>A: 返回最终文本响应 deactivate MC else reflect_on_tool_use = false A->>A: 直接返回工具调用摘要 end A->>A: 构造最终Response

4.2 工具执行错误处理

sequenceDiagram participant A as Agent participant EX as ExecutionEngine participant T as Tool participant EH as ErrorHandler participant MON as Monitor Note over A,MON: 工具执行错误处理流程 A->>EX: execute_tool_with_retry(tool_call) activate EX loop 重试循环 (最多3次) EX->>T: 执行工具调用 activate T alt 执行成功 T->>EX: 返回执行结果 EX->>A: 成功结果 break else 执行失败 T->>EX: 抛出异常 deactivate T EX->>EH: handle_tool_error(exception) activate EH EH->>EH: 分析错误类型 alt 可重试错误 EH->>EX: 返回重试策略 EH->>MON: 记录重试事件 EX->>EX: 等待重试延迟 Note over EX: 指数退避延迟 else 不可重试错误 EH->>EX: 返回终止信号 EH->>MON: 记录严重错误 EX->>A: 返回错误结果 break end deactivate EH end end EX->>MON: 记录最终执行结果 deactivate EX

5. 分布式系统交互时序

5.1 Worker注册和发现

sequenceDiagram participant W as Worker进程 participant GW as Gateway participant REG as Registry participant LB as LoadBalancer participant HM as HealthMonitor Note over W,HM: Worker注册和服务发现流程 W->>GW: 建立gRPC连接 activate GW W->>GW: RegisterAgentType("ChatAgent") GW->>REG: 注册代理类型 activate REG REG->>REG: 更新代理类型映射 REG->>GW: 注册成功 deactivate REG W->>GW: AddSubscription(subscription) GW->>REG: 添加订阅规则 activate REG REG->>REG: 更新订阅映射 REG->>LB: 通知负载均衡器 activate LB LB->>LB: 更新路由表 LB->>REG: 更新完成 deactivate LB REG->>GW: 订阅添加成功 deactivate REG GW->>HM: 注册Worker健康检查 activate HM HM->>HM: 启动健康监控 HM->>W: 发送心跳检查 W->>HM: 返回健康状态 deactivate HM GW->>W: Worker注册完成 deactivate GW Note over W,HM: 持续健康监控 loop 健康检查循环 HM->>W: 定期健康检查 activate HM alt Worker健康 W->>HM: 返回正常状态 HM->>REG: 更新Worker状态 else Worker异常 W-->>HM: 超时或错误响应 HM->>REG: 标记Worker不可用 HM->>LB: 从负载均衡中移除 end deactivate HM end

5.2 容错和故障恢复

sequenceDiagram participant C as Client participant GW as Gateway participant W1 as Worker1(故障) participant W2 as Worker2(正常) participant FM as FailureManager participant REG as Registry Note over C,REG: 故障检测和恢复流程 C->>GW: send_message(message, target_agent) activate GW GW->>REG: 查找目标Worker activate REG REG->>GW: 返回Worker1 deactivate REG GW->>W1: 转发消息 activate GW W1-->>GW: 连接超时/异常 GW->>FM: 报告Worker故障 activate FM FM->>FM: 记录故障事件 FM->>REG: 标记Worker1为不可用 activate REG REG->>REG: 更新Worker状态 REG->>FM: 查找备用Worker REG->>FM: 返回Worker2 deactivate REG FM->>GW: 使用备用Worker2 deactivate FM GW->>W2: 转发消息到备用Worker activate W2 W2->>W2: 处理消息 W2->>GW: 返回处理结果 deactivate W2 GW->>C: 返回处理结果 deactivate GW Note over FM,REG: 故障恢复流程 FM->>W1: 尝试重新连接 alt Worker1恢复 W1->>FM: 连接成功 FM->>REG: 恢复Worker1状态 REG->>REG: 重新启用Worker1 else Worker1持续故障 FM->>FM: 启动新Worker实例 FM->>REG: 注册新Worker end

6. 状态同步与一致性

6.1 分布式状态同步

sequenceDiagram participant A1 as Agent1@Worker1 participant A2 as Agent1@Worker2 participant SM as StateManager participant SS as StateStore participant SC as SyncCoordinator Note over A1,SC: 分布式状态同步流程 A1->>A1: 状态发生变更 A1->>SM: notify_state_change(delta) activate SM SM->>SC: 请求状态同步 activate SC SC->>SC: 生成状态版本号 SC->>SS: 保存状态快照 activate SS SS->>SC: 保存成功 deactivate SS SC->>A2: 发送状态同步请求 activate A2 A2->>A2: 检查状态版本 alt 需要同步 A2->>SC: 请求状态增量 SC->>SS: 获取状态差异 activate SS SS->>SC: 返回状态增量 deactivate SS SC->>A2: 发送状态增量 A2->>A2: 应用状态变更 A2->>SC: 同步完成确认 else 状态已最新 A2->>SC: 无需同步 end deactivate A2 SC->>SM: 同步完成 deactivate SC SM->>A1: 状态同步成功 deactivate SM

6.2 事务性消息处理

sequenceDiagram participant C as Coordinator participant A1 as Agent1 participant A2 as Agent2 participant TM as TransactionManager participant LOG as TransactionLog Note over C,LOG: 分布式事务消息处理 C->>TM: begin_transaction(tx_id) activate TM TM->>LOG: 记录事务开始 TM->>C: 事务已启动 C->>A1: send_transactional_message(msg1, tx_id) activate A1 A1->>TM: prepare_transaction(tx_id) TM->>A1: 准备就绪 A1->>A1: 执行业务逻辑 A1->>TM: vote_commit(tx_id) A1->>C: 返回处理结果 deactivate A1 C->>A2: send_transactional_message(msg2, tx_id) activate A2 A2->>TM: prepare_transaction(tx_id) TM->>A2: 准备就绪 A2->>A2: 执行业务逻辑 A2->>TM: vote_commit(tx_id) A2->>C: 返回处理结果 deactivate A2 C->>TM: commit_transaction(tx_id) alt 所有参与者投票提交 TM->>LOG: 记录提交决策 TM->>A1: commit_confirmed(tx_id) TM->>A2: commit_confirmed(tx_id) par 并行提交 A1->>A1: 提交本地变更 A1->>TM: 提交完成 and A2->>A2: 提交本地变更 A2->>TM: 提交完成 end TM->>LOG: 记录事务完成 TM->>C: 事务提交成功 else 有参与者投票回滚 TM->>LOG: 记录回滚决策 TM->>A1: rollback(tx_id) TM->>A2: rollback(tx_id) par 并行回滚 A1->>A1: 回滚本地变更 A1->>TM: 回滚完成 and A2->>A2: 回滚本地变更 A2->>TM: 回滚完成 end TM->>LOG: 记录事务回滚 TM->>C: 事务已回滚 end deactivate TM

7. 流式处理时序

7.1 流式响应生成

sequenceDiagram participant U as 用户 participant A as Agent participant MC as ModelClient participant SM as StreamManager participant C as Console Note over U,C: 流式响应生成和显示流程 U->>A: run_stream(task="写一篇长文章") activate A A->>SM: 创建流式上下文 activate SM SM->>A: 流式上下文就绪 A->>MC: create_stream(messages, tools) activate MC loop 流式生成循环 MC->>MC: 生成内容chunk MC->>A: 发送StreamingChunk A->>SM: 处理chunk SM->>C: 发送ModelClientStreamingChunkEvent C->>C: 实时显示内容 end MC->>A: 流式生成完成 deactivate MC A->>A: 构造最终Response A->>SM: 发送最终响应 SM->>C: 发送TaskResult deactivate SM C->>C: 显示完成状态 A->>U: 流式处理完成 deactivate A

7.2 团队流式协作

sequenceDiagram participant U as 用户 participant T as Team participant A1 as Agent1 participant A2 as Agent2 participant A3 as Agent3 participant SM as StreamManager Note over U,SM: 团队流式协作流程 U->>T: run_stream(task="协作分析项目") activate T T->>SM: 初始化团队流式上下文 activate SM loop 团队协作循环 T->>A1: 分配子任务1 activate A1 A1->>A1: 处理子任务 loop Agent1流式输出 A1->>SM: 发送中间结果 SM->>U: 流式显示Agent1进度 end A1->>T: 子任务1完成 deactivate A1 T->>A2: 基于A1结果分配子任务2 activate A2 A2->>A2: 处理子任务2 loop Agent2流式输出 A2->>SM: 发送中间结果 SM->>U: 流式显示Agent2进度 end A2->>T: 子任务2完成 deactivate A2 T->>T: 检查终止条件 break 当满足终止条件 end T->>A3: 最终整合任务 activate A3 A3->>A3: 整合所有结果 loop 最终输出流 A3->>SM: 发送最终内容 SM->>U: 流式显示最终结果 end A3->>T: 整合完成 deactivate A3 T->>SM: 团队协作完成 SM->>U: 发送TaskResult deactivate SM T->>U: 流式协作完成 deactivate T

8. 监控和诊断时序

8.1 性能监控数据收集

sequenceDiagram participant A as Agent participant PM as PerformanceMonitor participant MC as MetricsCollector participant PROM as Prometheus participant GRAF as Grafana participant AM as AlertManager Note over A,AM: 性能监控和告警流程 loop 监控循环 (每30秒) PM->>A: 收集性能指标 activate PM A->>PM: 返回当前指标 PM->>MC: 汇总性能数据 activate MC MC->>MC: 计算衍生指标 MC->>PROM: 推送指标数据 activate PROM PROM->>PROM: 存储时序数据 PROM->>MC: 推送成功 deactivate PROM deactivate MC PM->>PM: 检查告警阈值 alt 超过告警阈值 PM->>AM: 触发告警 activate AM AM->>AM: 评估告警严重性 AM->>GRAF: 更新仪表板状态 AM->>AM: 发送通知 deactivate AM end deactivate PM end Note over GRAF,AM: 可视化监控流程 GRAF->>PROM: 查询历史指标 activate GRAF PROM->>GRAF: 返回时序数据 GRAF->>GRAF: 生成图表和仪表板 deactivate GRAF

8.2 分布式链路追踪

sequenceDiagram participant C as Client participant G as Gateway participant W as Worker participant A as Agent participant JAEGER as Jaeger Note over C,JAEGER: 分布式链路追踪流程 C->>G: 发送请求 (生成TraceID) activate G G->>JAEGER: 开始根Span activate JAEGER G->>W: 转发请求 (传播TraceID) activate W W->>JAEGER: 创建子Span W->>A: 调用代理 (传播TraceID) activate A A->>JAEGER: 创建代理处理Span A->>A: 执行业务逻辑 loop 代理内部操作追踪 A->>JAEGER: 记录操作事件 JAEGER->>JAEGER: 添加Span事件 end A->>JAEGER: 完成代理Span A->>W: 返回处理结果 deactivate A W->>JAEGER: 完成Worker Span W->>G: 返回结果 deactivate W G->>JAEGER: 完成Gateway Span deactivate JAEGER G->>C: 返回最终结果 deactivate G Note over JAEGER: 链路分析和可视化 JAEGER->>JAEGER: 分析完整调用链 JAEGER->>JAEGER: 识别性能瓶颈 JAEGER->>JAEGER: 生成链路拓扑图

9. 总结

通过这些详细的时序图分析,我们可以清晰地看到AutoGen系统的核心交互模式:

9.1 关键设计模式

  1. 异步事件驱动:所有交互都基于异步事件,避免阻塞
  2. 发布订阅解耦:发布者和订阅者完全解耦,提高系统弹性
  3. 工厂模式延迟加载:代理按需创建,优化资源使用
  4. 中间件模式:可插拔的中间件支持横切关注点
  5. 断路器模式:故障隔离和快速恢复

9.2 性能优化要点

  1. 并发处理:消息处理、工具调用、状态同步都采用并发模式
  2. 连接复用:gRPC连接池和长连接复用
  3. 批处理优化:消息批处理和状态批量同步
  4. 缓存策略:多级缓存减少重复计算
  5. 资源管理:对象池和生命周期管理

9.3 可靠性保障

  1. 故障检测:主动健康检查和被动故障发现
  2. 自动恢复:Worker故障自动切换和重连
  3. 状态一致性:分布式状态同步和事务管理
  4. 监控告警:全链路监控和智能告警
  5. 优雅降级:服务降级和熔断保护

这些时序图为理解AutoGen的运行机制提供了清晰的视角,有助于开发者设计高效可靠的多代理应用系统。


创建时间: 2025年09月13日

本文档基于AutoGen源码分析和生产实践整理