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Day 05 當前 AI Agent 設計框架介紹

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AI Agent 設計框架介紹

以下整理當前比較流行/被討論度高的 AI Agent 框架,LangGraph 為重點,並與其他框架做比較。最後有設計框架時的原則/關鍵考量。


一、什麼是 AI Agent 框架

AI Agent 框架是一組工具與抽象(toolkits & abstractions),幫助開發者/團隊構建自主或半自主 agent:

  • 能夠「思考 → 決策 → 執行工具呼叫/API 呼叫」
  • 支援記憶 (memory)、狀態保存 (state persistence)、錯誤與異常處理
  • 支援多步驟流程 (workflow/orchestration)、條件分支(branching)、人機協作(human-in-the-loop)等

二、LangGraph 是什麼

LangGraph 是由 LangChain 團隊推出/維護的開源架構,用來實作有狀態的、多步流程的 agent,特別是以 graph (圖/DAG) 為流程模型。
它的設計目標與特色如下:

特性 說明
Graph-based Orchestration 流程被建模為節點(nodes)與邊(edges),節點可以是 LLM 推理、工具呼叫、條件判斷、subgraph 等。這樣能做非線性流程、分支、重試、fallback 等。 :contentReference[oaicite:0]{index=0}
Stateful Execution / Memory 支援跨步驟與跨 session 的狀態保存和記憶體管理。能暫停 / 恢復流程。 :contentReference[oaicite:1]{index=1}
工具整合 (Tools / Function Calling) 節點可以呼叫外部 API 或函式,作為 agent 的工具/能力。 :contentReference[oaicite:2]{index=2}
觀察與除錯 (Observability & Debugging) 有 trace/logging 功能,可以追蹤 agent 在 graph 中每個節點的決策、輸入/輸出等。 :contentReference[oaicite:3]{index=3}
兼容性與彈性 可搭配多種 LLM 提供者 (OpenAI, local model, etc.);也有同步/非同步支援,對特殊流程或效能有調整空間。 :contentReference[oaicite:4]{index=4}

三、市面上其他比較常見的框架比較

下面是一些框架以及它們的強項與適合情境,和 LangGraph 的差異。

框架名稱 強項/特色 適合情境 和 LangGraph 的差別 / 優劣比較
OpenAI Agents SDK 較輕量、與 OpenAI 的工具/API 整合良好,開發速度快。 :contentReference[oaicite:5]{index=5} 想要快速做 agent 原型、或已重度使用 OpenAI 的服務者。 比 LangGraph 結構簡單,但可能在流程控制、狀態 persistence、複雜分支邏輯上不如 LangGraph 彈性。
CrewAI 多 agent 協作、角色分工、協作流程強;在某些評測中性能/token 使用上也不錯。 :contentReference[oaicite:6]{index=6} 要做多 agent 分工、agent 間溝通協調的應用。 LangGraph 在單 agent 複雜流程上彈性高;CrewAI 在協作與分布式角色上可能更佳。
Smolagents 設計簡潔、code-centric,適合小型任務/輕量流程。 :contentReference[oaicite:7]{index=7} 輕量任務、自動化腳本、小範圍 agent。 LangGraph 更適合複雜流程與可觀察性較強的應用;Smolagents 更快上手但功能可能比較精簡。
Google ADK 企業級、工具與 GCP 生態整合強,有許多內建功能與安全 / 部署/監控的支持。 :contentReference[oaicite:8]{index=8} 大型專案或在 Google Cloud 裡面運作/需要嚴格合規與擴展性。 LangGraph 在雲供應商中立性與開源社群支持上較強;ADK 在 Google 生態中可能比較優勢。
AWS Bedrock Agents 托管服務、管理簡單、AWS 生態整合好。適合想快速投入、且在 AWS 上已有基礎設施者。 :contentReference[oaicite:9]{index=9} 想用托管服務、省基礎建設運維成本,又重視 AWS 安全/合規/日誌監控等功能。 自訂性可能比 LangGraph 或 open source 要少;但部署與管理成本可能也比較低。
LlamaIndex / Semantic Kernel / AutoGen 等 在與知識庫/文件/檔案檢索結合上比較強;有些框架對資料源/檔案型資料/向量檢索等支援很好。 :contentReference[oaicite:10]{index=10} 資訊檢索、文件問答、內部知識庫應用、RAG(Retrieval-Augmented Generation)類型任務。 流程 orchestration/複雜 graph 控制或多 agent 協作上,有些框架功能未必完整;LangGraph 在流程彈性與決策控制上通常更強。

四、LangGraph vs 其他框架的比較維度

下面幾個維度可以幫你判斷在某個專案中應該選 LangGraph 或其他框架:

維度 需要考慮什麼 LangGraph 在這個維度的表現
流程複雜性(Workflow Complexity) 是否有很多分支、迴圈、subtasks、fallback、parallel paths? 很適合複雜流程,Graph 模型讓你可以清楚定義流程路徑與條件。
記憶與狀態管理 是否要跨 session/跨互動保存狀態?是否要有長期記憶? LangGraph 有支援狀態 persistence,也能記憶上下文與歷史互動。
工具呼叫與 API 整合 是否要頻繁呼叫外部工具/API?工具介面是否複雜? 支援工具節點,非常靈活,但你需要自己定義工具與處理 edge case。
開發速度 vs 控制度 想要快速驗證/原型 vs 想要細節控制(錯誤處理、安全、部署等) LangGraph 控制度高,但上手與設計成本比較高;簡單任務可能會覺得過於繁重。
可觀察性與維運性 需要有 debug / trace /日誌 /性能監控嗎? 表現很好,有 trace/logging 能夠觀察 agent 流在 graph 中如何執行。
部署與伸縮性 是否要大規模部署?雲端/on-premises/多租戶? LangGraph 支援自部署,也有管理平台選項,適合需要部署到生產的場景。
成本與資源消耗 LLM API 調用、記憶儲存、節點數量、運算資源等成本如何? 使用複雜 graph 與多節點流程可能會增加 token 用量與運算時間;需要設計時優化。

五、設計 AI Agent 框架時要注意的原則

以下是我整理在設計或選擇 agent 框架/agent 流程時應當遵守或確認的原則/關鍵要素:

  1. 流程透明性
    流程的每一步:哪些節點、條件分支、錯誤 fallback,是怎麼決定的,要容易讀/容易追蹤。

  2. 狀態與記憶管理
    包括對話與工具呼叫歷史、用戶資料、任務上下文,要有記憶體機制,能跨步驟/跨 session 保存/恢復。

  3. 錯誤處理/例外處理
    對 timeout、API 失敗、工具返回錯誤、LLM 推理錯誤等情況要有 fallback/重試/人工干預機制。

  4. 安全性與 guardrails
    防止 agent 做出不應該做的行為(如濫用工具、洩漏敏感資訊、回答不當內容等)。可以透過限制工具、內容審查、角色提示、人工審核節點等方式。

  5. 效能與成本可控性
    設計時要考慮 token 數、模型調用頻率、延遲、併發、資源使用率,避免過度浪費;必要時做 lazy evaluation、串流、部分流程預先計算或緩存。

  6. 易用性與開發者體驗
    API 好用/文件清楚/模板或預設模式可用。程式碼風格一致性好,有助於團隊協作。

  7. 可觀察性與監控
    日誌、trace、儀表板,讓你可以看出 agent 在哪些節點花了時間、哪裡出錯、工具呼叫狀態、memory 使用情況等。

  8. 擴展性/可維護性
    框架應該讓你容易擴充工具、擴充分支、加入新模型、變更流程,而不需要把整個架構重寫。

  9. 部署與可靠性
    包括錯誤恢復、可重啟性、安全部署、資料隱私/安全合規、版本管理等。

  10. 符合業務/產品需求
    框架不是目的,是工具。先理解業務需求(任務型/聊天型/多 agent/知識型/高可靠/低延遲等),再決定選哪種框架與如何設計流程。


六、總結

LangGraph 是目前 AI Agent 架構中,一個非常強大的選擇,特別是當你的任務流程複雜、有分支與工具/API 呼叫、需要良好記錄與監控、以及要長期維運時。
若任務比較單純(例如單步驟/少工具呼叫/互動性不強),可能選比較輕量或註重易用性的框架會比較快。


七、框架比較速查表

框架 適合程度 優點 欠缺/注意點
LangGraph 多步驟/複雜流程/長期維運 流程控制強、狀態管理好、觀察性佳、工具整合彈性高 建模與設計成本高、上手有門檻、可能資源/延遲/token 使用量較大
OpenAI Agents SDK 原型/快速部署/熟悉 OpenAI 生態者 簡單上手、整合工具呼叫與 function calling、原型速度快 在流程複雜、狀態 persistence、監控與容錯上可能較弱
CrewAI 多 agent 分工協作/agent 間角色互補 協作流程強、可分工、角色設計明確 學習曲線、工具間/agent 間溝通與同步可能複雜
Smolagents 輕量任務、小工具自動化 實現快速、code-centric、簡潔 功能可能比較少,對於流程邊界/錯誤處理/複雜分支支持可能不如 LangGraph


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