异常处理与恢复 |Exception Handling and Recovery | Agentic Design Patterns | 智能体设计模式

内容纲要

导语

真实环境充满网络抖动、工具失效、脏数据、权限异常等不可预测因素,缺乏异常处理与恢复的智能体脆弱且难以信任。异常处理与恢复模式通过主动检测、优雅降级、备用路径与恢复协议,让智能体在“出错—诊断—修复”闭环中维持服务连续性。本文总结模式结构、典型场景、设计要点与ADK实战,帮助你为智能体构建可检测、可控、可恢复的韧性。image-20251120221325290

TL;DR

  • 核心:异常处理与恢复模式通过检测(Detect)、处理(Handle)、恢复(Recover)、学习(Improve)四阶段,构建“出错—诊断—修复”闭环。
  • 价值:在真实环境中为智能体提供弹性,确保故障可检测、可控、可恢复,提升可靠性与用户信任。
  • 场景:多工具流水线、多Agent协作、对话客服Agent、自动化运营/IoT等对可靠性要求高的场景。
  • 设计:多层监控、结构化状态、重试策略、备用/降级路径、恢复协议、诊断与学习。
  • 实战:ADK <code>SequentialAgent</code> 示例展示主处理器 + 备用处理器 + 响应处理器的“检测-降级-合并”流水线。

是什么:检测→处理→恢复→学习的四阶段模式

阶段 关键动作 设计提示
检测 (Detect) 监控 API 状态码、超时、schema 校验、异常日志 为每个工具定义健康检查 & 失败阈值
处理 (Handle) 重试、备用工具、优雅降级、人工介入通知 区分可恢复/不可恢复错误,采用指数退避重试
恢复 (Recover) 回滚状态、重建上下文、重新规划任务 保存检查点、利用记忆/日志恢复上下文
学习 (Improve) 聚合异常样本、更新策略或护栏 将异常写入知识库,驱动后续优化

适用范围:生产系统、企业工作流、多工具编排、对话客服、财务/医疗/法律等敏感场景。


为什么:典型场景与价值

  1. 多工具流水线:某个 API 失败时自动切换到降级工具或缓存数据,避免全链路失败。
  2. 多 Agent 协作:通过状态变量与故障信号通知下游角色,例如 ADK <code>SequentialAgent</code> 中由 <code>fallback_handler</code> 接力完成粗粒度查询。
  3. 对话/客服 Agent:响应失败时回退到标准告警话术,并记录日志供人工跟进。
  4. 自动化运营/IoT:设备数据异常触发自检任务,必要时升级到人类运维。

价值总结:

  • 避免单点故障导致系统崩溃
  • 缩短恢复时间,保障SLA
  • 记录异常样本,驱动持续优化
  • 提升用户信任与体验

怎么做:设计要点与工程实践

多层监控

  • 接口超时、内容校验、资源使用、业务 KPI 共同组成告警信号
  • 可视化仪表盘 + 告警通知

结构化状态

  • 在对话/任务状态中记录 <code>is_primary_success</code>、<code>fallback_reason</code> 等字段
  • 统一状态格式便于决策与审计

重试策略

  • 根据错误类型选择立即重试、指数退避或放弃
  • 限制最大次数防止重试风暴

备用/降级路径

  • 预设“高精度→低精度”“实时→缓存”“自动→人工”多级兜底
  • 确保备用路径经过演练与监控

恢复协议

  • 定义回滚点(检查点)
  • 重置工具上下文或重新规划子任务
  • 结合记忆/日志恢复上下文

诊断与学习

  • 将异常样本、日志集中到观察面板
  • 触发反思 Agent 或模型更新
  • 把高频故障纳入优先级排序与规划环节

落地清单

  1. 分类错误源:工具、网络、数据、权限、逻辑,分别制定处理策略。
  2. 标准化响应:为每类异常准备模板 replies、日志格式、告警渠道。
  3. 可观测性:在每个节点记录输入、输出、耗时与错误堆栈,方便回放。
  4. 演练恢复:定期注入故障(混沌工程),验证备用链路、人工介入通道是否可用。
  5. 闭环改进:将异常案例纳入记忆/知识库,驱动后续规划、优先级或工具选型调整。

常见错误与排错

问题 症状 修复建议
可恢复/不可恢复未区分 不断重试导致雪崩 按错误来源+影响面+备用路径判定,仅对可恢复错误重试
多次重试仍失败 系统阻塞、用户等待 触发降级或人工升级,锁定任务防止重复执行
静默失败 系统无响应,难以排查 强制工具返回结构化状态(成功/失败/原因/重试建议)
恢复后不一致 数据错乱 使用幂等接口、状态版本号、事务日志验证恢复
缺少专用异常监控 故障传播 引入“守护 Agent”或独立监控服务,执行补救脚本

FAQ

Q1:如何区分可恢复和不可恢复错误?
A:根据错误来源、影响范围、是否有替代路径判定。可恢复错误进入自动重试,不可恢复错误直接降级或升级人工。

Q2:多次重试仍失败怎么办?
A:触发降级方案或人工升级,同时锁定任务防止重复执行。

Q3:如何避免静默失败?
A:所有工具返回结构化状态,包含成功/失败、原因、重试建议。

Q4:恢复后如何保证一致性?
A:通过幂等接口、状态版本号、事务日志和自动化测试验证恢复成功。

Q5:是否需要专用异常 Agent?
A:在复杂系统中,可引入“守护 Agent”监控全局状态、协调补救脚本,并向运营团队告警。


总结

异常处理与恢复模式通过检测、处理、恢复、学习四阶段,让智能体具备“可检测、可控、可恢复”的韧性:遇到故障能识别问题、自动降级或切换备用路径、恢复状态并记录经验。配合多层监控、结构化状态、重试策略、降级方案、恢复协议和诊断学习,智能体可以在真实环境中持续运行并不断提升可靠性。结合护栏安全、评估监控、目标设定等模式,可构建生产级可用的智能体系统。


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