卷九：Agent 设计模式

卷首语

"设计模式是面向对象设计中可复用问题的解决方案。它们不是可以直接转换成代码的设计，而是描述了在不同情况下解决一般问题的模板。" —— GoF《设计模式》

软件工程史上，GoF（Gang of Four）的《设计模式》一书将分散的编程智慧凝练为 23 种经典模式，深刻影响了整整一代开发者。如今，AI Agent 的崛起正在催生新一轮的"模式语言"——我们面对的不再是对象与方法的排列组合，而是推理、记忆、工具、协作与安全的多维交织。

本卷以 GoF 设计模式的经典体例为蓝本，系统梳理 Agent 编程领域的设计模式。每个模式都遵循统一的表述框架：意图、动机、结构、参与者、协作、效果、实现、代码示例、适用场景与相关模式，力求兼具理论深度与实践指导。

本卷结构

章节	标题	核心主题
第31章	单Agent模式	ReAct、Plan-and-Execute、Reflection、Router、Guardrails、Adapter
第32章	多Agent编排模式	Orchestrator、Blackboard、Pipeline、Swarm、Hierarchical、Peer-to-Peer
第33章	人机协作模式	Human-in/on/over-the-Loop、Approval Gate、Delegation、Escalation
第34章	工具使用模式	Tool Registry、Composition、Cache、Fallback、Semantic Router、MCP Client
第35章	企业级设计模式	Circuit Breaker、Rate Limiter、Token Budget、Audit Trail、Feature Flag、Configuration Driven

阅读指引

推荐阅读路径：

• 架构师路径：第31章 → 第32章 → 第35章（从单Agent到多Agent再到企业治理）
• 产品经理路径：第33章 → 第31章 → 第35章（从人机交互到Agent能力到生产治理）
• 全栈开发者路径：按序阅读第31-35章（系统掌握全部模式）
• 快速参考：直接翻阅需要的模式，每个模式都是自包含的

与其他卷的关系：

• 卷一（认知篇）提供了理解Agent思维模式的理论基础
• 卷二（基础篇）介绍了Agent的基本构建块
• 卷七（Agent编程技法）提供了模式的底层技术实现
• 卷十（生产级Agent平台）展示了模式的规模化应用

模式分类体系

本卷的 24 种模式按照关注点分为四大类：

Agent设计模式分类
├── 行为模式（Behavioral）
│   ├── ReAct模式
│   ├── Plan-and-Execute模式
│   ├── Reflection模式
│   └── Delegation模式
├── 结构模式（Structural）
│   ├── Router模式
│   ├── Adapter模式
│   ├── Tool Registry
│   ├── Tool Composition
│   └── Semantic Router
├── 编排模式（Orchestration）
│   ├── Orchestrator模式
│   ├── Blackboard模式
│   ├── Pipeline模式
│   ├── Swarm模式
│   ├── Hierarchical模式
│   └── Peer-to-Peer模式
└── 治理模式（Governance）
    ├── Guardrails模式
    ├── Human-in/on/over-the-Loop
    ├── Approval Gate
    ├── Escalation
    ├── Circuit Breaker
    ├── Rate Limiter
    ├── Token Budget
    ├── Audit Trail
    ├── Feature Flag
    ├── Configuration Driven
    ├── Tool Cache
    ├── Tool Fallback
    └── MCP Client

体例说明

每个模式按照以下结构组织：

1. 模式名称（中英文）
2. 意图（Intent）：一两句话概括模式要解决的问题
3. 动机（Motivation）：为什么需要这个模式，解决什么痛点
4. 结构（Structure）：模式的核心组件和它们之间的关系
5. 参与者（Participants）：模式中的关键角色
6. 协作（Collaboration）：参与者之间的交互时序
7. 效果（Consequences）：使用该模式的优缺点
8. 实现（Implementation）：关键实现要点
9. 代码示例（Example Code）：可运行的代码示例
10. 适用场景（When to Use）：推荐使用的场景
11. 相关模式（Related Patterns）：与之关联的其他模式

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"好的设计不是没有东西可以添加，而是没有东西可以删除。"—— Antoine de Saint-Exupéry