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Anthropic 适用于长期运行代理的有效工具 精读笔记

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Anthropic 近期发布的工程博客《Effective harnesses for long-running agents》提出了一套面向长期运行任务（如持续数小时/数天的软件开发）的 AI Agent 架构设计与工程机制。本文对该论文进行了深入的精读与结构化总结，提炼出核心技术点、关键流程、失败案例及经验教训，并附上可直接落地的配置代码示例，旨在帮助工程师理解并应用该架构于实际项目中。

一、文章整体理解​

本文聚焦 AI Agent 在处理跨多个上下文窗口的长时任务（如持续数小时/数天的软件开发）时的核心痛点——离散会话间的状态断裂与进度一致性问题。随着 AI 能力提升，开发者越来越需要 Agent 承接复杂长任务，但现有上下文窗口限制和压缩机制（compaction）无法解决 Agent“一次性贪多”或“过早宣告完成”的问题，导致项目进展混乱、功能残缺。这一问题在工程实践中至关重要，因为长时任务的自动化是 Agent 落地的核心场景，而状态管理和增量推进是自动化可靠性的基础。作者的核心思路源自人类软件工程师的协作模式，设计了“初始化 Agent + 编码 Agent”的双角色架构，通过环境标准化、进度结构化、增量开发、强制测试，让 Agent 能跨会话持续推进任务，同时保持环境清洁可继承。

二、核心技术点拆解​

技术点 1：双 Agent 架构（初始化 Agent + 编码 Agent）​

  • 解决问题：长时任务中“初始环境无标准”和“会话间进度无衔接”的双重问题，避免 Agent 重复工作或偏离目标。
  • 传统方式不足：单一 Agent 既负责环境搭建又负责功能开发，导致初始架构混乱、后续会话无法快速理解前置状态，且缺乏明确的任务分解边界。
  • 设计方案：
    • 初始化 Agent：仅在首次会话执行，输出三件核心产物——init.sh 启动脚本（统一开发环境）、claude-progress.txt 进度日志（结构化记录历史操作）、feature_list.json 功能清单（全量需求拆解），并完成初始 Git 提交。
    • 编码 Agent：后续所有会话执行，专注单功能增量开发，会话前后通过读取进度文件和 Git 日志衔接状态，结束时提交代码并更新进度。
  • 关键 trade-off：
    • 优点：职责边界清晰，环境和需求标准化，后续 Agent 无需重复搭建和探索，提升效率。
    • 缺点：增加了初始配置成本，对初始化 Agent 的需求拆解能力要求极高；若初始功能清单遗漏需求，后续需手动修改（且有破坏原有结构的风险）。

技术点 2：结构化功能清单（feature_list.json）​

  • 解决问题：Agent 过早宣告任务完成、功能开发无明确范围、进度不可量化的问题。
  • 传统方式不足：仅依赖高层级提示（如“构建 claude.ai 克隆版”），Agent 无法感知全量需求边界，容易遗漏功能或误判完成状态；Markdown 等非结构化清单易被 Agent 随意修改。
  • 设计方案：
    • 由初始化 Agent 基于用户提示拆解全量功能（示例中达 200+ 项），每项包含分类、描述、测试步骤、是否通过（passes）字段。
    • 强制规定编码 Agent 仅能修改 “passes” 状态，禁止删除或编辑测试步骤（通过强提示约束）。
    • 采用 JSON 格式存储，利用模型对 JSON 结构的尊重性，减少不当修改。
  • 关键 trade-off：
    • 优点：需求边界清晰，进度可视化，避免功能遗漏和过早收尾。
    • 缺点：初始拆解耗时较长，复杂项目的功能分类和测试步骤设计难度大；JSON 格式灵活性低，不适合快速迭代的需求变更场景。

技术点 3：增量开发 + 清洁状态约束​

  • 解决问题：Agent 一次性实现过多功能导致上下文溢出、代码遗留 bug 或文档缺失，后续会话需花费大量时间修复的问题。
  • 传统方式不足：无明确开发粒度限制，Agent 倾向于“一锤子买卖”式开发，超出上下文窗口后功能半成品遗留，且无强制清洁要求。
  • 设计方案：
    • 增量开发：编码 Agent 每次会话仅允许选择一个未完成的高优先级功能开发。
    • 清洁状态要求：代码需达到可合并到主分支的标准（无重大 bug、文档完整、结构规整），通过 Git 提交（含描述性提交信息）和进度文件更新固化状态。
  • 关键 trade-off：
    • 优点：降低单次会话的上下文压力，减少功能半成品，后续 Agent 可直接接手开发。
    • 缺点：开发效率看似降低（单次仅完成一个功能），但避免了返工成本，长期收益更高；对 Agent 的代码质量和提交规范要求严格。

技术点 4：端到端测试强制化（结合浏览器自动化工具）​

  • 解决问题：Agent 仅完成代码编写但未验证端到端功能，导致“标记完成但实际不可用”的虚假进度问题。
  • 传统方式不足：无明确测试要求时，Agent 仅依赖单元测试或简单接口调用验证，忽略用户视角的端到端流程（如浏览器交互），遗漏实际使用场景的 bug。
  • 设计方案：
    • 强制要求编码 Agent 使用 Puppeteer MCP 等浏览器自动化工具，模拟人类用户操作流程（如点击“新建聊天”、输入查询、验证响应）。
    • 测试结果作为功能“passes”状态修改的唯一依据，未通过端到端测试的功能不得标记为完成。
  • 关键 trade-off：
    • 优点：大幅提升功能可用性，减少“纸面完成”的虚假进度，降低后续返工风险。
    • 缺点：增加了 Agent 的工具使用复杂度和会话耗时；受限于浏览器自动化工具能力（如无法识别原生弹窗），部分场景测试覆盖不全。

技术点 5：会话初始化标准化流程​

  • 解决问题：编码 Agent 启动时需花费大量 tokens 探索环境状态、排查遗留问题，导致效率低下且易因环境异常引入新 bug。
  • 传统方式不足：Agent 启动无固定流程，依赖自主判断环境状态，容易遗漏遗留 bug 或重复探索已有信息。
  • 设计方案：
  1. 执行 pwd 确认工作目录，明确文件操作范围；
  2. 读取 claude-progress.txt 和 Git 日志（git log --oneline -20），快速衔接历史进度；
  3. 读取 feature_list.json，选择高优先级未完成功能；
  4. 执行 init.sh 启动开发服务器，运行基础端到端测试，验证环境可用性。
  • 关键 trade-off：
    • 优点：减少 Agent 的探索成本，快速定位环境问题，避免在破碎环境上开发新功能。
    • 缺点：标准化流程占用部分会话 tokens；若基础测试用例设计不完善，仍可能遗漏环境异常。

三、关键流程 / 机制复盘​

1. 整体工作流程（初始化+编码循环）​

2. 编码 Agent 单会话流程​

3. 流程核心说明​

输入​

  • 用户高层级需求提示（如“构建 claude.ai 克隆版”）；
  • 工具集（bash、Git、Puppeteer MCP 浏览器自动化工具、文件读写工具）。

中间状态演进与步骤职责​

  1. 初始化阶段（仅执行 1 次）
    • 执行者：初始化 Agent
    • 职责：
      • 拆解用户需求为结构化功能清单（feature_list.json），所有功能初始标记为“passes: false”；
      • 编写 init.sh 脚本（包含开发服务器启动、基础环境配置）；
      • 创建 claude-progress.txt 日志文件，记录初始化操作；
      • 初始化 Git 仓库并完成首次提交。
    • 输出：标准化初始环境（含 3 个核心文件+Git 仓库）。
  2. 编码阶段（循环执行至所有功能完成）
    • 执行者：编码 Agent
    • 会话内步骤： a. 环境探测：pwd 确认目录 → 读取进度文件/Git 日志 → 读取功能清单； b. 环境验证：执行 init.sh 启动服务器 → 用 Puppeteer 测试基础功能（如聊天、主题切换），修复遗留 bug； c. 功能开发：选择 1 个高优先级未完成功能，编写代码； d. 功能测试：用浏览器自动化工具执行端到端测试，确保功能可用； e. 状态固化：Git 提交（含描述性信息）→ 更新 claude-progress.txt → 修改功能清单中该功能的“passes”状态为 true；
    • 输出：新增 1 个可用功能 + 清洁的代码仓库 + 更新后的进度/功能文件。

最易出问题的环节​

  • 初始化阶段：功能清单拆解不全面（遗漏核心需求）或测试步骤设计不合理（无法覆盖实际场景）；
  • 编码阶段：基础功能验证不充分（遗留 bug 未发现）→ 新功能开发叠加问题，导致后续环境破碎；
  • 跨会话衔接：Git 提交信息不清晰或进度文件更新不及时 → 下一个 Agent 无法准确理解历史操作。

四、架构可视化​

架构图核心逻辑​

聚焦「双 Agent 协作+状态流转」，清晰呈现初始化 Agent、编码 Agent、核心产物、工具集的关系.

五、失败案例 & 经验教训​

失败模式与解决方案流程图​

核心失败模式（Failure Modes）​

  1. 一次性贪多导致上下文溢出
    • 表现：Agent 尝试在单个会话中实现整个应用，中途耗尽上下文窗口，留下半成品功能且无文档；
    • 原因：无明确开发粒度约束，模型倾向于“快速交付”的直觉行为，忽略上下文窗口限制；
    • 工程师易犯错误：设计 Agent 时未拆分任务粒度，过度依赖模型的自主规划能力，未设置“单次会话最大工作量”约束。
  2. 过早宣告任务完成
    • 表现：部分功能实现后，Agent 观察到已有进度即判定全量任务完成；
    • 原因：缺乏全量需求清单作为参照，Agent 无法感知未完成功能边界；
    • 工程师易犯错误：仅提供高层级目标，未拆解详细需求清单，未建立“完成标准”的量化指标。
  3. 遗留 bug 与无文档进度
    • 表现：会话结束时代码存在未修复 bug，或进度未记录 → 下一个 Agent 需重新排查和猜测，浪费时间；
    • 原因：无强制的“清洁状态”要求和进度记录机制，Agent 缺乏“协作意识”；
    • 工程师易犯错误：未设计状态固化机制（如强制 Git 提交、进度日志），忽视 Agent 间“协作”的核心是“状态可继承”。
  4. 未验证端到端功能即标记完成
    • 表现：代码语法正确，但实际用户流程中功能不可用（如点击按钮无响应），Agent 仍标记为“完成”；
    • 原因：缺乏强制的端到端测试要求，Agent 仅验证代码层面的正确性，忽略用户视角的可用性；
    • 工程师易犯错误：仅关注代码输出，未设计“用户视角”的测试流程，混淆“代码编写完成”和“功能可用”的边界。

反直觉结论​

  • 并非“能力越强的模型越能处理长时任务”：即使是 Opus 4.5 这样的前沿模型，无合理 harness 设计时，也无法完成生产级应用开发；
  • 结构化格式（JSON）比灵活格式（Markdown）更适合 Agent 协作：模型对 JSON 的结构尊重性更高，能减少不当修改，保证需求清单的稳定性；
  • “慢即是快”：限制 Agent 单次仅开发一个功能，看似降低效率，实则避免返工，整体进度更可控。

六、核心配置代码​

1. init.sh 环境初始化脚本​

#!/bin/bash
# 初始化开发环境：安装依赖 + 启动服务 + 基础测试

set -e
# 1. 安装项目依赖（以 Node.js 全栈项目为例）
echo "正在安装依赖..."
npm install express react react-dom puppeteer --save

# 2. 创建基础目录结构
echo "创建目录结构..."
mkdir -p src/{api,frontend,tests}
touch src/api/server.js src/frontend/App.js src/tests/e2e.test.js

# 3. 启动开发服务器（后台运行）
echo "启动开发服务器..."
node src/api/server.js
sleep 5  # 等待服务器启动

# 4. 基础健康检查
echo "检查服务器可用性..."
curl -s http://localhost:3000/health || (echo "服务器启动失败" && exit 1)
echo "环境初始化完成！可访问 http://localhost:3000 开始开发"

2. feature_list.json 功能清单示例​

[
  {
    "category": "功能型",
    "description": "新聊天按钮创建全新对话",
    "steps": [
      "点击页面顶部的'New Chat'按钮",
      "验证页面跳转至新对话界面",
      "检查聊天区域显示欢迎语",
      "确认新对话出现在侧边栏列表"
    ],
    "passes": false
  },
  {
    "category": "功能型",
    "description": "用户输入查询后获取 AI 响应",
    "steps": [
      "在聊天输入框中输入文本",
      "按下 Enter 键或点击发送按钮",
      "验证输入内容显示在聊天记录中",
      "确认 5 秒内收到 AI 回复"
    ],
    "passes": false
  },
  {
    "category": "界面型",
    "description": "支持主题切换（明/暗模式）",
    "steps": [
      "点击页面右上角的主题切换按钮",
      "验证页面背景色切换",
      "检查文字颜色适配主题",
      "刷新页面后主题偏好保持一致"
    ],
    "passes": false
  }
]

3. claude-progress.txt 进度日志示例​

# Claude 长时任务进度日志
## 2025-11-26 10:00:00（初始化阶段）
- 执行主体：初始化 Agent
- 操作：创建 init.sh 脚本、feature_list.json（203项功能）、claude-progress.txt
- Git 提交：init: 初始化项目环境与需求清单
- 状态：基础环境就绪，所有功能待开发
## 2025-11-26 14:30:00（编码阶段）
- 执行主体：编码 Agent
- 操作：
  1. 验证基础环境正常（服务器启动成功）
  2. 开发"新聊天按钮创建全新对话"功能
  3. 用 Puppeteer 完成端到端测试（4个步骤全部通过）
- Git 提交：feat: 实现新聊天按钮功能，支持对话创建与侧边栏显示
- 状态：1/203 功能完成，环境清洁无遗留 Bug
## 2025-11-26 16:15:00（编码阶段）
- 执行主体：编码 Agent
- 操作：
  1. 读取历史进度，确认下一个高优先级功能
  2. 开发"用户输入查询后获取 AI 响应"功能
  3. 测试发现响应延迟问题，优化接口调用逻辑后通过测试
- Git 提交：feat: 实现用户查询与 AI 响应功能，优化响应速度
- 状态：2/203 功能完成，核心聊天流程可用

代码使用说明​

  1. init.sh：需根据项目技术栈（如 Python/Java/Node.js）调整依赖安装和服务启动命令；
  2. feature_list.json：可通过初始化 Agent 自动生成，也可手动补充，核心是「功能描述+可测试步骤+状态标记」；
  3. claude-progress.txt：由编码 Agent 自动更新，需保证「操作可追溯、状态可量化」，便于后续会话快速衔接。

七、工程启发 & 可迁移经验​

适用场景扩展​

1. AI Agent 领域​

通用经验

  • 长时任务必须拆分“初始化-执行”双阶段，明确初始环境标准；
  • 用结构化文件（如 JSON）固化需求、进度和状态，避免 Agent 自主修改核心规则；
  • 强制“增量开发+状态固化”，每次会话仅完成单一目标，结束时固化成果；
  • 可直接复用：功能清单设计、进度日志+Git 协同、端到端测试强制化。

2. 分布式系统领域​

通用经验

  • 离散节点（对应 Agent 会话）的协作核心是“状态可同步”和“职责可划分”（类似本文双 Agent 架构）；
  • 初始化节点（对应初始化 Agent）需提供统一的运行环境和协议（类似 init.sh 和功能清单）；
  • 每个节点执行后需提交“操作日志”（对应 Git 提交+进度文件），便于故障回溯和状态恢复。

3. 长任务 / 状态管理领域​

通用经验

  • 长任务必须拆解为可增量完成的子任务，明确每个子任务的“完成标准”；
  • 状态管理需兼顾“可读性”（供后续执行者理解）和“不可篡改性”（避免核心规则被破坏）；
  • 每次状态变更后需执行“校验逻辑”（对应本文的基础功能测试），防止错误累积。

4. 自动化系统领域​

通用经验

  • 自动化工具的可靠性依赖“标准化输入”和“可验证输出”（本文的初始环境和端到端测试）；
  • 避免“黑盒自动化”，需记录每一步操作日志，便于问题排查；
  • 设定“安全边界”（如本文禁止修改功能清单测试步骤），防止自动化工具因误判导致系统混乱。

Anthropic 特定 vs 通用工程思想​

  • Anthropic 特定：依赖 Claude Agent SDK 的工具调用能力（如 Git、Puppeteer）、上下文压缩机制，针对大语言模型的行为特点（如偏好结构化格式、易贪多）设计约束；
  • 通用工程思想：
    • 职责分离（初始化 vs 执行）；
    • 环境标准化（统一启动脚本、目录结构）；
    • 增量开发与状态固化；
    • 需求量化与完成标准明确；
    • 强制测试与校验机制。

八、隐含的设计哲学​

  • “模拟人类高效协作模式”是 Agent 长时任务的核心设计思路：文章的所有机制（双角色、进度日志、Git 协同、功能清单）均源自人类软件工程师的团队协作流程，本质是将“人类协作的隐性规则”转化为“Agent 可执行的显性机制”，而非依赖模型的自主进化。
  • “约束大于自由”是提升 Agent 可靠性的关键：通过限制 Agent 的操作范围（如仅修改功能清单的 passes 字段）、开发粒度（单次一个功能）、输出格式（JSON 结构化），减少模型的“自主决策空间”，从而降低出错概率——这反映了 Anthropic 对 AI Agent 的认知：当前阶段，模型的“执行能力”强于“规划能力”，合理的约束能更好地发挥其执行优势。
  • “状态可继承性”是长时任务自动化的基石：所有设计（进度文件、Git 日志、功能清单）最终都服务于“会话间状态无缝衔接”，避免因上下文窗口限制导致的“从头再来”——这体现了系统工程中“无状态设计不可靠，有状态设计需保证状态可追溯”的核心认知。
  • “测试是进度的唯一标准”：将端到端测试作为功能完成的必要条件，而非可选步骤，反映了“工程交付的核心是可用，而非代码存在”的认知升级，避免了“纸面完成”的虚假进度。