[LangChain中的Multi-Agent模式-03]Handoffs：状态驱动的多阶段流程编排与状态机管理-拓冰建站

在交接(Handoffs)模式中，整个Agent被构建为一个状态机，当前的状态决定了可执行的操作，操作的执行又会导致状态的改变。该模式的一个典型实现方案为：利用工具更新一个持久存储的状态变量（例如current_step或active_agent），系统读取该变量来调整行为，包括应用不同的配置（系统提示、工具）或将请求路由到不同的Agent。这种模式既支持不同Agent之间的交接，也支持单个Agent内部的动态配置更改。该模式的典型特征包括：

状态驱动行为：行为会根据状态变量而改变；
基于工具的转换：工具更新状态变量以实现状态间的转换；
直接用户交互：每个状态的配置直接处理用户消息；
持久状态：状态在对话回合中保持不变。

交接模式特别适合使用在需要强制执行顺序约束的应用场景，比如客服人员需要在不同状态下与用户直接对话，或者构建多阶段对话流程时。对于我们构建的差旅助手，前面已经通过Sub-Agent和Router模式提供了实现，现在我们将它改成Handoffs交接模式重新实现一遍。

上图反映了采用Handoffs模式的执行流程：先进行意图分析，根据得到意图执行相应的状态：

没有机票购买和酒店预订需求：直接退出；
只有机票购买需求：完成机票购买任务后退出；
只有酒店预订需求：完成酒店预订任务后退出；
同时具有两种需求：先后完成机票购买和酒店预订后退出（不采用并行执行）；

1. 意图分析

虽然这个系列的主题是Multi-Agent，但是如果考虑到我们将Sub-Agent封装在工具之中，交接模式与是否采用Multi-Agent没有关系，所以接下来我们采用Single-Agent方法来演示，我们直接调用MCP服务器提供的buy_airplane_ticket和book_hotel工具。

由于交接模式采用基于状态的顺序执行流程，所以状态类型State中除了定义表示意图的intent字段，还定义了current_step字段表示当前所在步骤。交接模式没有Sub-Agent架构中的Supervisor，也没有路由架构的汇总节点，所以我们定义额外的字段is_last_step表示当前是否是流程的最后一环，因为它需求对前面完成的工作做一个总结。

classState(AgentState):intent:Literal["book_hotel","buy_airplane_ticket","both"]|Nonecurrent_step:Annotated[Literal["analyze_intent","buy_airplane_ticket","book_hotel"]|None,AnyValue]is_last_step:Annotated[bool,AnyValue]

分析意图的工具函数analyze_intent与之前的实现基本一致：我们将用于请求原封不动发送给LLM，并且利用结构化输出返回明确的出行安排意图。唯一的区别在于，每一步任务完成之后需要将下一步，以及是否是最后一步写入状态。按照我们的分析：

如果请求包含机票购买的意图，下一步任务就是购买机票；
如果只包含酒店预订需求，下一步就应该预订酒店，这一点体现在返回的Command针对current_step和is_last_step通道的写入上;
如果两种需求皆无，整个流程结束，此时analyze_intent方法利用Command对goto字段的设置结束整个处理流程。

classIntent(TypedDict):"""出行安排意图"""need_book_hotel:bool"""是否涉及预订酒店"""need_buy_airplane_ticket:bool"""是否涉及购买机票"""intent_analysis_model=ChatOpenAI(model="gpt-5.2-chat").with_structured_output(schema=Intent)@toolasyncdefanalyze_intent(request:str,runtime:ToolRuntime)->Command:"""分析用户的出行安排意图，判断是购买机票、预订酒店还是两者都有"""result:Intent=cast(Intent,awaitintent_analysis_model.ainvoke(f"根据如下请求分析用户的出行安排意图，判断是住宿安排、交通安排还是两者都有：\n\n{request}"))need_book_hotel=result["need_book_hotel"]need_buy_airplane_ticket=result["need_buy_airplane_ticket"]ifnotneed_book_hotelandnotneed_buy_airplane_ticket:returnCommand(update={"messages":[ToolMessage(content="用户请求无住宿安排和交通安排意图!")]},goto="__end__",)intent="both"ifneed_book_hotelandneed_buy_airplane_ticketelse("book_hotel"ifneed_book_hotelelse"buy_airplane_ticket")intent_description="预订酒店和购买机票"ifintent=="both"else("预订酒店"ifintent=="book_hotel"else"购买机票")next_step="buy_airplane_ticket"ifneed_buy_airplane_ticketelse"book_hotel"returnCommand(update={"intent":intent,"current_step":next_step,"is_last_step":intent!="both","messages":[ToolMessage(content=f"根据分析，用户的出行安排意图是：{intent_description}。",tool_call_id=runtime.tool_call_id,)]})

2. 购买机票后如何预订酒店

由于意图分析是我们自定义的工具，我们可以利用返回的Command设置下一步。如果同时具有机票购买和酒店预订的需求，在购买机票后需要将下一步设置为酒店预订，但是购买机票是MCP服务器提供的工具，该如何实现的。这可以借助于langchain_mcp_adapters提供的ToolCallInterceptor来拦截调用MCP工具的结果，并将其封装成返回的Command来完成对应通道的写入。这个ToolCallInterceptor是通过如下这个transfor_to_next_step函数实现的。

asyncdeftransfor_to_next_step(request:MCPToolCallRequest,handler):runtime:ToolRuntime[Any,State]=cast(ToolRuntime[Any,State],request.runtime)result=cast(CallToolResult,awaithandler(request))tool_name=request.name intent=runtime.state["intent"]ifintent=="both"andtool_name=="buy_airplane_ticket":contents,aircraft=_convert_call_tool_result(result)contentBlocks=cast(list[ContentBlock],contents)tool_message=ToolMessage(content_blocks=contentBlocks,aircraft=aircraft,tool_call_id=runtime.tool_call_id)returnCommand(update={"messages":[tool_message],"current_step":"book_hotel","is_last_step":True,})returnresult client=MultiServerMCPClient(connections={"server":{"transport":"stdio","command":"python","args":["server.py"]}},tool_interceptors=[transfor_to_next_step])

3. 利用系统提示词和工具提供控制流程

和前面介绍的主管模式和路由模式相比，你会发现交接模式最为简洁：它不需要一个协调者（Supervisor或者路由器），完全由参与者自行完成交接任务。由于工具永远是被动的执行者，所以流程的流转还得由LLM来完成，所以我们必需在某一步都为它提供精准的系统提示词指导它工作，并且提供给它所需的工具集去执行它的决策，所以这里依然会使用到LangChain的中间件。

这个为每一步设置系统提示词和工具集的中间件，体现在如下所示的标注了@wrap_model_call包装器的configure_step函数上。如代码片段所示，我们为每一步设置可准确的系统提示词和工具集。中间件在拦截针对模型的调用后，从状态中提取当前的步骤后，对当前使用的提示词和工具集进行设置。如果当前为最后异步，还需要借助于系统提示词让它汇总出行信息。

asyncdefmain():tools={tool.name:toolfortoolinawaitclient.get_tools(server_name="server")}tools["analyze_intent"]=analyze_intent step_based_tooks={"analyze_intent":[analyze_intent],"buy_airplane_ticket":[tools["buy_airplane_ticket"]],"book_hotel":[tools["book_hotel"]],}step_based_system_messages={"analyze_intent":SystemMessage(content=("你是一个善于语义分析的差旅助理，你唯一的工作是调用`analyze_intent`工具根据请求分析出行安排意图，判断是需要预订酒店、购买机票还是两者都需要。""如果请求中没有出行安排相关的意图，请直接回复：意图不明，无法执行。")),"buy_airplane_ticket":SystemMessage(content=("你是一个专注于交通安排的差旅助理，你唯一的工作是在无需授权情况下调用注册的`buy_airplane_ticket`工具购买机票。""完成购买是首要任务，无需考虑其他任何信息。你可以自行决定具体的航司、舱位等级和航班。")),"book_hotel":SystemMessage(content=("你是一个专注于住宿安排的差旅助理，你唯一的工作是在无需授权情况下调用注册的`book_hotel`工具预订酒店。""完成预订是首要任务，无需考虑其他任何信息。你可以自行决定具体的酒店、价位和房型等。")),}@wrap_model_call# type: ignore[misc]asyncdefconfigure_step(request:ModelRequest,handler,):current_step=request.state.get("current_step","analyze_intent")is_last_step=request.state.get("is_last_step",False)system_message=step_based_system_messages[current_step]ifis_last_step:system_message=SystemMessage(f"{system_message.content}汇总预订的酒店（如果没有请忽略）和购买机票信息（如果没有请忽略）。如果没有任何预订信息，请回复：意图不明，无法执行。")request=request.override(tools=step_based_tooks[current_step],# type: ignoresystem_message=system_message,)returnawaithandler(request)# type: ignore

4. 构建和测试Agent

我们利用MultiServerMCPClient连接“SubAgent：集中编排视角下的上下文隔离与并行化实现”中构建的MCP服务器，进而获取可用的工具。我们通过指定状态类型State、工具（包括自定义的用于意图分析的analyze_intent工具和MCP服务器提供的buy_airplane_ticket和book_hotel工具）和为每一步设置系统提示词和工具集的中间件调用create_agent函数将Agent创建出来，然后采用与前面一样的测试用例（供了四种输入来模拟四种情况：同时包含酒店预订和机票购买需求、只包含酒店预订或者机票购买需求以及不涉及这两种需求）对构建的Agent进行测试：

asyncdefmain():client=MultiServerMCPClient(connections={"server":{"transport":"stdio","command":"python","args":["server.py"]}},tool_interceptors=[transfor_to_next_step])tools={tool.name:toolfortoolinawaitclient.get_tools(server_name="server")}...agent=create_agent(model=ChatOpenAI(model="gpt-5.2-chat"),state_schema=State,tools=[toolfortoolintools.values()],middleware=[configure_step],# type: ignore)inputs=["我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订酒店（明天入住，后天离开）和机票（往返，明天出发，后天返回）。","我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订酒店（明天入住，后天离开）。","我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订机票（往返，明天出发，后天返回）。","随便聊聊！"]formessageininputs:reuslt=awaitagent.ainvoke(input={"messages":[HumanMessage(content=message)]})print(f"用户输入：{message}")print(f"系统回复：{reuslt['messages'][-1].text}\n\n")

以下是对应的四段输出：

用户输入：我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订酒店（明天入住，后天离开）和机票（往返，明天出发，后天返回）。 系统回复：✅ 已识别您的出行安排意图：**需要同时预订机票和酒店**。 根据您的需求，已为您完成以下安排： ### ✈️ 机票预订（往返） - **去程**：上海 → 成都 📅 出发时间：明天（2026-04-18）12:00 ✈️ 航班号：MU5401 - **返程**：成都 → 上海 📅 出发时间：后天（2026-04-19）12:00 ✈️ 航班号：MU5402 ### 🏨 酒店预订 - **城市**：成都 - **酒店**：如家酒店 - **入住时间**：2026-04-18 - **退房时间**：2026-04-19 如需调整航班时间、酒店档次或添加其他出行服务（如接送机），随时告诉我 👍

用户输入：我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订酒店（明天入住，后天离开）。 系统回复：✅ **酒店预订已完成** 已为您成功预订以下酒店： - **城市**：成都 - **酒店**：如家酒店 - **入住时间**：2026年4月18日 - **退房时间**：2026年4月19日 祝您成都出差顺利，如需调整或再次预订住宿，随时告诉我。

用户输入：我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订机票（往返，明天出发，后天返回）。 系统回复：✅ **出行安排已识别并处理** 我已识别到您的出行意图为：**购买机票（往返）**。 ✈️ **机票预订信息如下：** - **去程**：上海 → 成都 出发时间：明天（4月18日）12:00 航班号：MU5401 - **返程**：成都 → 上海 出发时间：后天（4月19日）12:00 航班号：MU5402 机票已成功为您预订。如您还需要 **酒店预订、座位选择或改签提醒**，欢迎随时告诉我。祝您出差顺利！

用户输入：随便聊聊！ 系统回复：意图不明，无法执行

再来看针对第一个请求，反映Agent内部的调用链，流转方式是不是比前面两种模式简单。但是由于交接模式一般采用顺序执行流程，如是涉及大量的并行计算（比如本例中购买机票和预订酒店没有实现为并行）就需要考虑一下是否适合了。如果一定要采用这种模式，将涉及大量并行推理的逻辑实现在一个Sub-Agent中，然后封装成一个工具作为顺序流程中的一个环节也是很容易实现的。

5. 完整程序

如下给出了完整的代码：

fromtypingimportAny,Literal,Annotated,TypedDict,castfromclickimportCommandfromlangchain_mcp_adapters.clientimportMultiServerMCPClientfromlanggraph.channelsimportAnyValuefromlangchain_mcp_adapters.interceptorsimportMCPToolCallRequestfromlangchain.agentsimportAgentState,create_agentfromlangchain.agents.middlewareimportwrap_model_call,ModelRequestfromlangchain_openaiimportChatOpenAIfromlangchain.toolsimporttool,ToolRuntimefromlangchain_core.messagesimportSystemMessage,ToolMessage,HumanMessagefromlangchain_core.messages.contentimportContentBlockfromlanggraph.typesimportCommandfrommcp.typesimportCallToolResultfromlangchain_mcp_adapters.toolsimport_convert_call_tool_resultimportasynciofromdotenvimportload_dotenv load_dotenv()classIntent(TypedDict):"""出行安排意图"""need_book_hotel:bool"""是否涉及预订酒店"""need_buy_airplane_ticket:bool"""是否涉及以购买机票"""intent_analysis_model=ChatOpenAI(model="gpt-5.2-chat").with_structured_output(schema=Intent)@toolasyncdefanalyze_intent(request:str,runtime:ToolRuntime)->Command:"""分析用户的出行安排意图，判断是购买机票、预订酒店还是两者都有"""result:Intent=cast(Intent,awaitintent_analysis_model.ainvoke(f"根据如下请求分析用户的出行安排意图，判断是住宿安排、交通安排还是两者都有：\n\n{request}"))need_book_hotel=result["need_book_hotel"]need_buy_airplane_ticket=result["need_buy_airplane_ticket"]ifnotneed_book_hotelandnotneed_buy_airplane_ticket:returnCommand(update={"messages":[ToolMessage(content="用户请求无住宿安排和交通安排意图!")]},goto="__end__",)intent="both"ifneed_book_hotelandneed_buy_airplane_ticketelse("book_hotel"ifneed_book_hotelelse"buy_airplane_ticket")intent_description="预订酒店和购买机票"ifintent=="both"else("预订酒店"ifintent=="book_hotel"else"购买机票")next_step="buy_airplane_ticket"ifneed_buy_airplane_ticketelse"book_hotel"returnCommand(update={"intent":intent,"current_step":next_step,"is_last_step":intent!="both","messages":[ToolMessage(content=f"根据分析，用户的出行安排意图是：{intent_description}。",tool_call_id=runtime.tool_call_id,)]})classState(AgentState):intent:Literal["book_hotel","buy_airplane_ticket","both"]|Nonecurrent_step:Annotated[Literal["analyze_intent","buy_airplane_ticket","book_hotel"]|None,AnyValue]is_last_step:Annotated[bool,AnyValue]asyncdeftransfor_to_next_step(request:MCPToolCallRequest,handler):runtime:ToolRuntime[Any,State]=cast(ToolRuntime[Any,State],request.runtime)result=cast(CallToolResult,awaithandler(request))tool_name=request.name intent=runtime.state["intent"]ifintent=="both"andtool_name=="buy_airplane_ticket":contents,aircraft=_convert_call_tool_result(result)contentBlocks=cast(list[ContentBlock],contents)tool_message=ToolMessage(content_blocks=contentBlocks,aircraft=aircraft,tool_call_id=runtime.tool_call_id)returnCommand(update={"messages":[tool_message],"current_step":"book_hotel","is_last_step":True,})returnresult client=MultiServerMCPClient(connections={"server":{"transport":"stdio","command":"python","args":["server.py"]}},tool_interceptors=[transfor_to_next_step])asyncdefmain():tools={tool.name:toolfortoolinawaitclient.get_tools(server_name="server")}tools["analyze_intent"]=analyze_intent step_based_tooks={"analyze_intent":[analyze_intent],"buy_airplane_ticket":[tools["buy_airplane_ticket"]],"book_hotel":[tools["book_hotel"]],}step_based_system_messages={"analyze_intent":SystemMessage(content=("你是一个善于语义分析的差旅助理，你唯一的工作是调用`analyze_intent`工具根据请求分析出行安排意图，判断是需要预订酒店、购买机票还是两者都需要。""如果请求中没有出行安排相关的意图，请直接回复：意图不明，无法执行。")),"buy_airplane_ticket":SystemMessage(content=("你是一个专注于交通安排的差旅助理，你唯一的工作是在无需授权情况下调用注册的`buy_airplane_ticket`工具购买机票。""完成购买是首要任务，无需考虑其他任何信息。你可以自行决定具体的航司、舱位等级和航班。")),"book_hotel":SystemMessage(content=("你是一个专注于住宿安排的差旅助理，你唯一的工作是在无需授权情况下调用注册的`book_hotel`工具预订酒店。""完成预订是首要任务，无需考虑其他任何信息。你可以自行决定具体的酒店、价位和房型等。")),}@wrap_model_call# type: ignore[misc]asyncdefconfigure_step(request:ModelRequest,handler,):current_step=request.state.get("current_step","analyze_intent")is_last_step=request.state.get("is_last_step",False)system_message=step_based_system_messages[current_step]ifis_last_step:system_message=SystemMessage(f"{system_message.content}汇总预订的酒店（如果没有请忽略）和购买机票信息（如果没有请忽略）。如果没有任何预订信息，请回复：意图不明，无法执行。")request=request.override(tools=step_based_tooks[current_step],# type: ignoresystem_message=system_message,)returnawaithandler(request)# type: ignoreagent=create_agent(model=ChatOpenAI(model="gpt-5.2-chat"),state_schema=State,tools=[toolfortoolintools.values()],middleware=[configure_step],# type: ignore)inputs=["我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订酒店（明天入住，后天离开）和机票（往返，明天出发，后天返回）。","我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订酒店（明天入住，后天离开）。","我有明后两天(从上海)去成都的出差，请帮我预订机票（往返，明天出发，后天返回）。","随便聊聊！"]formessageininputs:reuslt=awaitagent.ainvoke(input={"messages":[HumanMessage(content=message)]})print(f"用户输入：{message}")print(f"系统回复：{reuslt['messages'][-1].text}\n\n")asyncio.run(main())