在构建对话式 AI 系统时，多轮代理工作流是实现复杂任务的关键，例如用户查询天气时需先定位位置再获取数据。这种集成依赖 Claude 的 Tool Use API，它允许模型在多轮交互中动态调用外部工具，形成工具链，同时维护状态以确保连续性。相比单次调用，这种方法能处理依赖关系强的场景，如链式查询数据库后生成报告。
工具链的核心在于并行与顺序调用的灵活性。并行调用适用于独立任务，例如同时获取天气和时间信息；Claude 在单次响应中输出多个 tool_use 块，每个块包含工具名和输入参数。顺序调用则处理依赖，例如先调用 get_location 获取用户位置，再用其作为 get_weather 的输入。这种链式机制通过 Messages API 的多轮消息实现：初始用户消息触发第一工具调用，客户端执行后以 tool_result 返回结果，Claude 基于此生成下一轮调用。证据显示，在 Anthropic 文档中，Claude Opus 模型擅长识别缺失参数并询问用户，而 Sonnet 模型更倾向于推断，这有助于链式流程的鲁棒性。
状态持久是多轮工作流的基石。通过 messages 数组累积历史，每轮交互添加 user 和 assistant 消息，包括 tool_use 和 tool_result 块，确保 Claude 记住先前上下文。例如，在一个客服代理中，第一轮调用查询订单状态，第二轮基于结果建议解决方案，而不需重复输入初始数据。这种持久化避免了上下文丢失，但需注意 tokens 消耗：工具 schema 和历史消息会占用窗口，建议使用 prompt caching 优化重复部分。
错误恢复机制确保代理的可靠性。当工具执行失败，如 API 超时或无效输入，客户端可在 tool_result 中返回错误描述，例如“位置服务不可用，请重试”。Claude 收到后，可选择重试工具、切换备选工具或直接向用户澄清。Anthropic 文档指出，对于服务器工具如 web_search，错误自动处理；对于客户端工具，开发者需实现重试逻辑，如指数退避。监控要点包括日志 tool_use ID 以追踪链路，设置超时阈值（推荐 30 秒 per 调用），并在系统级实现回滚：若连续三轮失败，fallback 到纯文本响应。
工程化参数与清单如下，提供可落地指导：
API 配置参数：
- model: 选择 claude-3-5-sonnet-20241022，支持工具调用，平衡速度与准确。
- max_tokens: 设为 1024-4096，根据任务复杂度，避免过长响应。
- temperature: 0.2-0.5，低值利于精确工具参数生成，高值增创意但风险推断错误。
- tool_choice: "auto" 让 Claude 决定使用工具；"tool" 强制特定工具用于结构化输出。
- tools: 定义 schema 时，确保 input_schema 简洁，required 字段明确；描述覆盖边缘案例。
工具链实现清单：
- 定义工具：name、description、input_schema（JSON Schema 格式）。
- 初始请求：messages 以 user 角色输入查询，包含 tools 数组。
- 处理响应：解析 content，若 stop_reason 为 "tool_use"，提取 id、name、input。
- 执行工具：客户端运行函数，返回 JSON 结果或错误。
- 反馈循环：构建新 user 消息，添加 tool_result {type: "tool_result", tool_use_id: id, content: result}。
- 重复至 stop_reason 为 "end_turn" 或 "max_tokens"。
状态管理清单：
- 维护 messages 历史：每轮 append assistant 和 user 消息，避免超过 100k tokens。
- 压缩历史：移除无关旧消息，或用总结工具精简。
- 持久化：用数据库存储会话 ID 与 messages，支持跨设备续接。
错误恢复与监控清单：
- 错误类型：工具失败（返回 {"error": "description"}）、模型拒绝（检查 stop_reason="refusal"）。
- 重试策略：3 次尝试，间隔 1s、2s、4s；超出则通知用户。
- 监控指标：工具调用成功率 (>95%)、平均链长 (2-5 步)、tokens 使用率 (<80% 窗口)。
- 回滚：集成 fallback 路径，如无工具时用 embeddings 检索知识库。
- 测试：模拟失败场景，用单元测试验证链路完整性。
这些参数在生产环境中可显著提升代理效率，例如在电商系统中，工具链可自动化库存查-运费算-订单生成，状态持久确保用户不重复输入，错误恢复最小化中断。总体，Claude Tool Use 的多轮支持使对话 AI 更接近真实代理，开发者只需关注工具实现与监控，即可构建可靠系统。
（字数：1028）