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# 记忆概览

[记忆](/oss/python/langgraph/add-memory)是一个记住先前交互信息的系统。对于 AI 智能体，记忆至关重要，因为它让智能体能够记住先前的交互、从反馈中学习并适应用户偏好。随着智能体处理更复杂的任务和更多的用户交互，这种能力对于效率和用户满意度都变得至关重要。

本概念指南涵盖两种记忆类型，基于其回忆范围：

* [短期记忆](#short-term-memory)，或[线程](/oss/python/langgraph/persistence#threads)范围的记忆，通过在会话中维护消息历史来跟踪正在进行的对话。LangGraph 将短期记忆作为智能体[状态](/oss/python/langgraph/graph-api#state)的一部分来管理。状态通过[检查点器](/oss/python/langgraph/persistence#checkpoints)持久化到数据库中，以便线程可以随时恢复。短期记忆在图被调用或步骤完成时更新，并在每个步骤开始时读取状态。
* [长期记忆](#long-term-memory)跨会话存储用户特定或应用级数据，并在对话线程\_之间\_共享。它可以\_在任何时间\_和\_在任何线程中\_被回忆。记忆的作用域限定在任何自定义命名空间中，而不仅仅是单个线程 ID 内。LangGraph 提供[存储](/oss/python/langgraph/persistence#memory-store)（[参考文档](https://langchain-ai.github.io/langgraph/reference/store/#langgraph.store.base.BaseStore)）让你保存和回忆长期记忆。

<img src="https://mintcdn.com/nvd-54/KKmYhbrpyTWf5iQl/oss/images/short-vs-long.png?fit=max&auto=format&n=KKmYhbrpyTWf5iQl&q=85&s=b822e8e98917006e0d786c8637ca4b9b" alt="短期 vs 长期" width="571" height="372" data-path="oss/images/short-vs-long.png" />

## 短期记忆

[短期记忆](/oss/python/langgraph/add-memory#add-short-term-memory)让你的应用记住单个[线程](/oss/python/langgraph/persistence#threads)或对话中的先前交互。[线程](/oss/python/langgraph/persistence#threads)将一个会话中的多次交互组织在一起，类似于电子邮件将消息分组在同一对话中。

LangGraph 将短期记忆作为智能体状态的一部分来管理，通过线程范围的检查点持久化。此状态通常可以包括对话历史以及其他有状态数据，如上传的文件、检索到的文档或生成的工件。通过将这些存储在图的状态中，机器人可以访问给定对话的完整上下文，同时保持不同线程之间的分离。

### 管理短期记忆

对话历史是最常见的短期记忆形式，长对话对当今的大语言模型(LLM)构成挑战。完整的历史可能无法放入 LLM 的上下文窗口，导致不可恢复的错误。即使你的 LLM 支持完整的上下文长度，大多数 LLM 在长上下文中仍然表现不佳。它们会被陈旧或离题的内容"分散注意力"，同时响应时间更慢、成本更高。

聊天模型使用消息接受上下文，包括开发者提供的指令（系统消息）和用户输入（人类消息）。在聊天应用中，消息在人类输入和模型响应之间交替，导致消息列表随时间增长。由于上下文窗口有限且 Token 丰富的消息列表成本高昂，许多应用可以从使用手动移除或遗忘过时信息的技术中受益。

<img src="https://mintcdn.com/nvd-54/u9mURd9IHXggg6bM/oss/images/filter.png?fit=max&auto=format&n=u9mURd9IHXggg6bM&q=85&s=c244e9fbcf7566587f6d2f948b7c07d5" alt="过滤" width="594" height="200" data-path="oss/images/filter.png" />

有关管理消息的常见技术的更多信息，参见[添加和管理记忆](/oss/python/langgraph/add-memory#manage-short-term-memory)指南。

## 长期记忆

LangGraph 中的[长期记忆](/oss/python/langgraph/add-memory#add-long-term-memory)允许系统在不同的对话或会话之间保留信息。与**线程范围**的短期记忆不同，长期记忆保存在自定义"命名空间"中。

长期记忆是一个复杂的挑战，没有一刀切的解决方案。然而，以下问题提供了一个框架来帮助你导航不同的技术：

* 记忆的类型是什么？人类使用记忆来记住事实（[语义记忆](#semantic-memory)）、经历（[情节记忆](#episodic-memory)）和规则（[程序性记忆](#procedural-memory)）。AI 智能体可以以同样的方式使用记忆。例如，AI 智能体可以使用记忆来记住关于用户的特定事实以完成任务。
* [什么时候更新记忆？](#writing-memories) 记忆可以作为智能体应用逻辑的一部分更新（例如"在热路径上"）。在这种情况下，智能体通常在回复用户之前决定记住事实。或者，记忆可以作为后台任务更新（在后台/异步运行并生成记忆的逻辑）。我们在[下方部分](#writing-memories)解释这些方法的权衡。

不同的应用需要各种类型的记忆。虽然类比并不完美，但检查[人类记忆类型](https://www.psychologytoday.com/us/basics/memory/types-of-memory?ref=blog.langchain.dev)可以提供启发。一些研究（例如 [CoALA 论文](https://arxiv.org/pdf/2309.02427)）甚至将这些人类记忆类型映射到 AI 智能体中使用的记忆类型。

| 记忆类型                      | 存储什么 | 人类示例     | 智能体示例    |
| ------------------------- | ---- | -------- | -------- |
| [语义](#semantic-memory)    | 事实   | 在学校学到的东西 | 关于用户的事实  |
| [情节](#episodic-memory)    | 经历   | 做过的事情    | 过去的智能体行为 |
| [程序性](#procedural-memory) | 指令   | 本能或运动技能  | 智能体系统提示  |

### 语义记忆

[语义记忆](https://en.wikipedia.org/wiki/Semantic_memory)，在人类和 AI 智能体中，都涉及保留特定的事实和概念。在人类中，它可以包括在学校学到的信息和对概念及其关系的理解。对于 AI 智能体，语义记忆通常用于通过记住过去交互中的事实或概念来个性化应用。

<Note>
  语义记忆与"语义搜索"不同，后者是一种使用"含义"（通常作为嵌入）查找相似内容的技术。语义记忆是心理学术语，指存储事实和知识，而语义搜索是一种基于含义而非精确匹配来检索信息的方法。
</Note>

语义记忆可以用不同的方式管理：

#### 配置文件

记忆可以是一个持续更新的"配置文件"，包含关于用户、组织或其他实体（包括智能体本身）的范围明确、具体的信息。配置文件通常只是一个 JSON 文档，包含你为领域选择的各种键值对。

记忆配置文件时，你需要确保每次都在**更新**配置文件。因此，你需要传入之前的配置文件并[要求模型生成新的配置文件](https://github.com/langchain-ai/memory-template)（或某些 [JSON 补丁](https://github.com/hinthornw/trustcall)以应用到旧配置文件）。随着配置文件变大，这可能变得容易出错，并可能受益于将配置文件拆分为多个文档或在生成文档时使用**严格**解码以确保记忆模式保持有效。

<img src="https://mintcdn.com/nvd-54/KKmYhbrpyTWf5iQl/oss/images/update-profile.png?fit=max&auto=format&n=KKmYhbrpyTWf5iQl&q=85&s=554914bf5b1aed93c91b681636ec55c5" alt="更新配置文件" width="507" height="516" data-path="oss/images/update-profile.png" />

#### 集合

另外，记忆可以是随时间不断更新和扩展的文档集合。每个单独的记忆可以更窄范围且更容易生成，这意味着你随时间**丢失**信息的可能性更低。对于 LLM 来说，为新信息生成\_新\_对象比将新信息与现有配置文件协调更容易。因此，文档集合往往在下游带来[更高的召回率](https://en.wikipedia.org/wiki/Precision_and_recall)。

然而，这将一些复杂性转移到了记忆更新上。模型现在必须\_删除\_或\_更新\_列表中的现有项，这可能很棘手。此外，一些模型可能默认过度插入，而其他模型可能默认过度更新。参见 [Trustcall](https://github.com/hinthornw/trustcall) 包了解管理此问题的一种方式，并考虑评估（例如使用 [LangSmith](/langsmith/evaluation) 等工具）来帮助你调整行为。

使用文档集合也将复杂性转移到了对列表的记忆**搜索**上。`Store` 目前支持[语义搜索](https://langchain-ai.github.io/langgraph/reference/store/#langgraph.store.base.SearchOp.query)和[按内容过滤](https://langchain-ai.github.io/langgraph/reference/store/#langgraph.store.base.SearchOp.filter)。

最后，使用记忆集合可能使向模型提供全面上下文变得具有挑战性。虽然单个记忆可能遵循特定模式，但这种结构可能无法捕获记忆之间的完整上下文或关系。因此，在使用这些记忆生成响应时，模型可能缺少在统一配置文件方法中更容易获得的重要上下文信息。

<img src="https://mintcdn.com/nvd-54/KKmYhbrpyTWf5iQl/oss/images/update-list.png?fit=max&auto=format&n=KKmYhbrpyTWf5iQl&q=85&s=995888e91390186efb388aacc1d29b7f" alt="更新列表" width="483" height="491" data-path="oss/images/update-list.png" />

无论记忆管理方法如何，核心要点是智能体将使用语义记忆来[扎根其响应](/oss/python/langchain/retrieval)，这通常会导致更个性化和相关的交互。

### 情节记忆

[情节记忆](https://en.wikipedia.org/wiki/Episodic_memory)，在人类和 AI 智能体中，都涉及回忆过去的事件或行为。[CoALA 论文](https://arxiv.org/pdf/2309.02427)很好地阐述了这一点：事实可以写入语义记忆，而*经历*可以写入情节记忆。对于 AI 智能体，情节记忆通常用于帮助智能体记住如何完成任务。

在实践中，情节记忆通常通过少样本示例提示来实现，其中智能体从过去的序列中学习以正确执行任务。有时"展示"比"讲述"更容易，LLM 从示例中学习得很好。少样本学习让你通过用输入输出示例更新提示来["编程"](https://x.com/karpathy/status/1627366413840322562)你的 LLM，以说明预期行为。虽然可以使用各种最佳实践来生成少样本示例，但挑战通常在于根据用户输入选择最相关的示例。

注意，记忆[存储](/oss/python/langgraph/persistence#memory-store)只是将数据存储为少样本示例的一种方式。如果你想要更多开发者参与，或将少样本与你的评估框架更紧密地结合，你也可以使用 [LangSmith 数据集](/langsmith/manage-datasets)来存储你的数据，并实现你自己的检索逻辑来根据用户输入选择最相关的示例。

参见这篇[博客文章](https://blog.langchain.dev/few-shot-prompting-to-improve-tool-calling-performance/)展示少样本提示以提高工具调用性能，以及这篇[博客文章](https://blog.langchain.dev/aligning-llm-as-a-judge-with-human-preferences/)使用少样本示例将 LLM 与人类偏好对齐。

### 程序性记忆

[程序性记忆](https://en.wikipedia.org/wiki/Procedural_memory)，在人类和 AI 智能体中，都涉及记住用于执行任务的规则。在人类中，程序性记忆就像关于如何执行任务的内化知识，如通过基本运动技能和平衡来骑自行车。情节记忆则涉及回忆特定的经历，如第一次成功地不用辅助轮骑自行车或一次难忘的风景自行车骑行。对于 AI 智能体，程序性记忆是模型权重、智能体代码和智能体提示的组合，共同决定了智能体的功能。

在实践中，智能体修改其模型权重或重写其代码是相当少见的。然而，智能体修改自己的提示更为常见。

改进智能体指令的一种有效方法是通过["反思"](https://blog.langchain.dev/reflection-agents/)或元提示。这涉及用其当前指令（例如系统提示）以及最近的对话或明确的用户反馈来提示智能体。然后智能体根据这些输入改进自己的指令。这种方法对于难以预先指定指令的任务特别有用，因为它允许智能体从交互中学习和适应。

例如，我们构建了一个[推文生成器](https://www.youtube.com/watch?v=Vn8A3BxfplE)，使用外部反馈和提示重写来为 Twitter 生成高质量的论文摘要。在这种情况下，具体的摘要提示很难*预先*指定，但用户批评生成的推文并提供如何改进摘要过程的反馈相当容易。

下面的伪代码展示了如何使用 LangGraph 记忆[存储](/oss/python/langgraph/persistence#memory-store)来实现，使用存储保存提示，`update_instructions` 节点获取当前提示（以及从与用户对话中捕获的反馈 `state["messages"]`），更新提示，并将新提示保存回存储。然后 `call_model` 从存储中获取更新的提示并使用它生成响应。

```python theme={"theme":{"light":"catppuccin-latte","dark":"catppuccin-mocha"}}
# 使用指令的节点
def call_model(state: State, store: BaseStore):
    namespace = ("agent_instructions", )
    instructions = store.get(namespace, key="agent_a")[0]
    # 应用逻辑
    prompt = prompt_template.format(instructions=instructions.value["instructions"])
    ...

# 更新指令的节点
def update_instructions(state: State, store: BaseStore):
    namespace = ("instructions",)
    instructions = store.search(namespace)[0]
    # 记忆逻辑
    prompt = prompt_template.format(instructions=instructions.value["instructions"], conversation=state["messages"])
    output = llm.invoke(prompt)
    new_instructions = output['new_instructions']
    store.put(("agent_instructions",), "agent_a", {"instructions": new_instructions})
    ...
```

<img src="https://mintcdn.com/nvd-54/KKmYhbrpyTWf5iQl/oss/images/update-instructions.png?fit=max&auto=format&n=KKmYhbrpyTWf5iQl&q=85&s=84b85373db88d2a518a589f04a01b77b" alt="更新指令" width="493" height="515" data-path="oss/images/update-instructions.png" />

### 写入记忆

智能体写入记忆有两种主要方法：["在热路径中"](#in-the-hot-path)和["在后台"](#in-the-background)。

<img src="https://mintcdn.com/nvd-54/u9mURd9IHXggg6bM/oss/images/hot_path_vs_background.png?fit=max&auto=format&n=u9mURd9IHXggg6bM&q=85&s=7b4c0846e03cfc64f7542a2117feadfa" alt="热路径 vs 后台" width="842" height="418" data-path="oss/images/hot_path_vs_background.png" />

#### 在热路径中

在运行时创建记忆既有优势也有挑战。积极的一面是，这种方法允许实时更新，使新记忆可以立即用于后续交互。它还支持透明性，因为可以在创建和存储记忆时通知用户。

然而，这种方法也存在挑战。如果智能体需要新工具来决定将什么提交到记忆中，可能会增加复杂性。此外，关于保存什么到记忆的推理过程可能影响智能体延迟。最后，智能体必须在记忆创建和其他职责之间多任务处理，可能影响创建记忆的数量和质量。

例如，ChatGPT 使用 [save\_memories](https://openai.com/index/memory-and-new-controls-for-chatgpt/) 工具将记忆作为内容字符串插入，在每条用户消息时决定是否以及如何使用此工具。参见我们的 [memory-agent](https://github.com/langchain-ai/memory-agent) 模板作为参考实现。

#### 在后台

将记忆创建作为单独的后台任务提供了多项优势。它消除了主应用中的延迟，将应用逻辑与记忆管理分离，并允许智能体更专注地完成任务。这种方法还提供了灵活的记忆创建时机以避免冗余工作。

然而，这种方法也有自己的挑战。确定记忆写入的频率变得至关重要，因为不频繁的更新可能使其他线程缺少新上下文。决定何时触发记忆形成也很重要。常见策略包括在设定时间后安排（如果有新事件则重新安排）、使用 cron 计划或允许用户或应用逻辑手动触发。

参见我们的 [memory-service](https://github.com/langchain-ai/memory-template) 模板作为参考实现。

### 记忆存储

LangGraph 将长期记忆作为 JSON 文档存储在[存储](/oss/python/langgraph/persistence#memory-store)中。每个记忆组织在自定义 `namespace`（类似于文件夹）和不同的 `key`（类似于文件名）下。命名空间通常包含用户或组织 ID 或其他标签，使信息更容易组织。这种结构支持记忆的分层组织。然后通过内容过滤器支持跨命名空间搜索。

```python theme={"theme":{"light":"catppuccin-latte","dark":"catppuccin-mocha"}}
from langgraph.store.memory import InMemoryStore


def embed(texts: list[str]) -> list[list[float]]:
    # 替换为实际的嵌入函数或 LangChain 嵌入对象
    return [[1.0, 2.0] * len(texts)]


# InMemoryStore 将数据保存到内存字典中。在生产中使用数据库支持的存储。
store = InMemoryStore(index={"embed": embed, "dims": 2})
user_id = "my-user"
application_context = "chitchat"
namespace = (user_id, application_context)
store.put(
    namespace,
    "a-memory",
    {
        "rules": [
            "User likes short, direct language",
            "User only speaks English & python",
        ],
        "my-key": "my-value",
    },
)
# 通过 ID 获取"记忆"
item = store.get(namespace, "a-memory")
# 在此命名空间内搜索"记忆"，按内容等价过滤，按向量相似度排序
items = store.search(
    namespace, filter={"my-key": "my-value"}, query="language preferences"
)
```

有关记忆存储的更多信息，参见[持久化](/oss/python/langgraph/persistence#memory-store)指南。

## 了解更多

* [上下文概念概览](/oss/python/concepts/context)
* [LangChain 中的短期记忆](/oss/python/langchain/short-term-memory)
* [LangGraph 中的记忆](/oss/python/langgraph/add-memory)

***

<div className="source-links">
  <Callout icon="terminal-2">
    [连接这些文档](/use-these-docs)到 Claude、VSCode 等，通过 MCP 获取实时答案。
  </Callout>

  <Callout icon="edit">
    [在 GitHub 上编辑此页面](https://github.com/langchain-ai/docs/edit/main/src/oss/concepts/memory.mdx)或[提交问题](https://github.com/langchain-ai/docs/issues/new/choose)。
  </Callout>
</div>
