Codex Agent Loop 原理解析与任务执行流程详解

冰川箭仙

冰川箭仙

2026-05-26

316人浏览

原创

agent loop是codex任务执行的生命线,严格遵循五阶段循环:①receive input、②build prompt、③call llm、④execute tool、⑤check done,每轮仅决定下一步动作,直至任务完成。

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要真正理解 Codex 如何把一句“清理 src/main.rs 里的 TODO 注释”变成实际的文件修改操作,必须穿透 API 调用表层,看清它内部持续运转的 Agent Loop——这个循环不是辅助逻辑,而是任务执行本身的生命线,每一轮都决定下一步是生成代码、读取文件,还是重试修复。

Agent Loop 的五阶段主干结构

Codex 的核心循环被严格抽象为五个不可跳过的阶段,顺序执行,缺一不可:

① Receive Input:接收新输入,可能是用户原始指令,也可能是上一轮工具执行返回的 【tool_result】;若输入为空且无待处理结果,循环直接终止。

② Build Prompt:将系统身份、可用工具 schema、历史消息、当前 tool_result 全部拼装成结构化 Prompt;这一步若漏掉 tool_result,模型就无法感知上一步执行结果,必然导致错误决策。

③ Call LLM:向大模型发起推理请求,等待流式响应;响应中只允许包含两类内容:自然语言回复,或符合 JSON Schema 的 tool_calls 数组。

④ Execute Tool:仅当模型输出 tool_calls 时触发本地执行;CLI 端解析参数后调用对应工具(如 file_read、shell_exec),并严格捕获 stdout/stderr 作为下一轮输入。

⑤ Check Done:判断是否满足退出条件——tool_calls 为空、无 pending tool_result、用户无新输入;三者同时成立才结束循环。

一次“清理 TODO 注释”任务的完整流转

用户输入:“帮我把 src/main.rs 里的 TODO 注释清理掉”。

第一步:Codex 构建初始 Prompt,明确注入 system 指令“你是一个 Rust 项目维护助手”,加载 tools 列表(含 file_read、file_write、grep 等),并将该句设为 user message。

第二步:模型首轮响应不是直接写代码,而是发出 tool_call:{"name": "file_read", "parameters": {"path": "src/main.rs"}};这说明模型选择先观察,而非盲写。

第三步:CLI 执行 file_read,读取文件内容后生成 tool_result,并将其作为新 message 加入上下文,再次进入 Loop。

第四步:模型看到文件内容,识别出三处 TODO 行,生成新的 tool_call:{"name": "file_write", "parameters": {"path": "src/main.rs", "content": "已移除 TODO 行的完整文件内容"}}。

第五步:CLI 执行写入,返回成功状态;模型收到 tool_result 后,本轮不再生成 tool_call,转而输出自然语言总结:“已清理 src/main.rs 中全部 3 处 TODO 注释”。

第六步:Check Done 判定无新 tool_calls、无 pending result、用户未追加输入 → 循环终止,任务完成。

Codex Mac
Codex Mac

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断点恢复机制如何保障长任务不中断

方法一:每次 Loop 开始前自动落盘保存 Checkpoint

Checkpoint 是一个轻量 JSON 对象,只包含 messages 数组和 turn 计数器;它被持久化到本地磁盘固定路径,不依赖内存状态。

方法二:进程重启后优先加载最新 Checkpoint

runAgent 函数启动时,首先调用 loadCheckpoint();若磁盘存在有效文件,就跳过初始 Prompt 构建,直接从上次中断处 resume agentLoop()。

注意:SSE 流中断后,只要 checkpoint 文件未损坏,重连 /chat 接口即可续跑;【丢失 checkpoint 将导致整轮任务回退到起点】

验证与修复闭环为何不可省略

Agent Loop 不止于“执行完就交差”。以迁移 Express 到 Fastify 为例:

Observe 阶段读取 package.json 和 app.js;

Plan 阶段识别出 app.use()、app.get() 等 Express 特有调用;

Act 阶段生成 Fastify 替代代码并写入;

Verify 阶段自动运行 npm test + node app.js,捕获启动报错;

Reflect 阶段将报错日志喂回模型,驱动新一轮 Plan→Act 迭代;

Continue 直至测试全通或达到最大重试次数。

没有 Verify 的 Loop 只是单向代码生成器,无法形成真实工程闭环。

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