工具 - Docs by LangChain

工具扩展了智能体的能力——让它们能够获取实时数据、执行代码、查询外部数据库，以及在现实世界中执行操作。在底层，工具是具有明确定义的输入和输出的可调用函数，这些函数会被传递给聊天模型。模型根据对话上下文决定何时调用工具，以及提供什么输入参数。

有关模型如何处理工具调用的详细信息，请参阅工具调用。使用 LangSmith 追踪工具调用和调试错误——按照追踪快速入门进行设置。

创建工具

基本工具定义

创建工具最简单的方式是使用 @tool 装饰器。默认情况下，函数的文档字符串会成为工具的描述，帮助模型理解何时使用它：

from langchain.tools import tool

@tool
def search_database(query: str, limit: int = 10) -> str:
    """Search the customer database for records matching the query.

    Args:
        query: Search terms to look for
        limit: Maximum number of results to return
    """
    return f"Found {limit} results for '{query}'"

类型提示是必需的，因为它们定义了工具的输入模式。文档字符串应该内容丰富且简洁，以帮助模型理解工具的用途。

服务端工具使用： 一些聊天模型具有内置工具（网络搜索、代码解释器），这些工具在服务端执行。详见服务端工具使用。

工具名称优先使用 snake_case（例如 web_search 而不是 Web Search）。某些模型提供商对包含空格或特殊字符的名称存在问题或会报错。坚持使用字母数字字符、下划线和连字符有助于提高跨提供商的兼容性。

自定义工具属性

自定义工具名称

默认情况下，工具名称来自函数名。当你需要更具描述性的名称时可以覆盖它：

@tool("web_search")  # 自定义名称
def search(query: str) -> str:
    """Search the web for information."""
    return f"Results for: {query}"

print(search.name)  # web_search

自定义工具描述

覆盖自动生成的工具描述以提供更清晰的模型指导：

@tool("calculator", description="Performs arithmetic calculations. Use this for any math problems.")
def calc(expression: str) -> str:
    """Evaluate mathematical expressions."""
    return str(eval(expression))

高级模式定义

使用 Pydantic 模型或 JSON 模式定义复杂输入：

from pydantic import BaseModel, Field
from typing import Literal

class WeatherInput(BaseModel):
    """Input for weather queries."""
    location: str = Field(description="City name or coordinates")
    units: Literal["celsius", "fahrenheit"] = Field(
        default="celsius",
        description="Temperature unit preference"
    )
    include_forecast: bool = Field(
        default=False,
        description="Include 5-day forecast"
    )

@tool(args_schema=WeatherInput)
def get_weather(location: str, units: str = "celsius", include_forecast: bool = False) -> str:
    """Get current weather and optional forecast."""
    temp = 22 if units == "celsius" else 72
    result = f"Current weather in {location}: {temp} degrees {units[0].upper()}"
    if include_forecast:
        result += "\nNext 5 days: Sunny"
    return result

保留参数名称

以下参数名称是保留的，不能用作工具参数。使用这些名称会导致运行时错误。

参数名称	用途
`config`	保留用于内部向工具传递 `RunnableConfig`
`runtime`	保留用于 `ToolRuntime` 参数（访问状态、上下文、存储）

要访问运行时信息，请使用 ToolRuntime 参数，而不是将你自己的参数命名为 config 或 runtime。

访问上下文

当工具能够访问运行时信息（如对话历史、用户数据和持久化记忆）时，它们最为强大。本节介绍如何从工具中访问和更新这些信息。工具可以通过 ToolRuntime 参数访问运行时信息，它提供：

组件	描述	用例
状态	短期记忆 - 当前对话中存在的可变数据（消息、计数器、自定义字段）	访问对话历史、追踪工具调用次数
上下文	调用时传递的不可变配置（用户 ID、会话信息）	根据用户身份个性化响应
存储	长期记忆 - 跨对话存续的持久数据	保存用户偏好、维护知识库
流式写入器	在工具执行期间发出实时更新	显示长时间运行操作的进度
执行信息	当前执行的身份和重试信息（线程 ID、运行 ID、尝试次数）	访问线程/运行 ID，根据重试状态调整行为
服务器信息	在 LangGraph Server 上运行时的服务器特定元数据（助手 ID、图 ID、已认证用户）	访问助手 ID、图 ID 或已认证用户信息
配置	执行的 `RunnableConfig`	访问回调、标签和元数据
工具调用 ID	当前工具调用的唯一标识符	关联工具调用用于日志和模型调用

短期记忆（状态）

状态代表在对话持续期间存在的短期记忆。它包括消息历史和你在图状态中定义的任何自定义字段。

在你的工具签名中添加 runtime: ToolRuntime 来访问状态。此参数会自动注入并对 LLM 隐藏——它不会出现在工具的模式中。

访问状态

工具可以使用 runtime.state 访问当前对话状态：

from langchain.tools import tool, ToolRuntime
from langchain.messages import HumanMessage

@tool
def get_last_user_message(runtime: ToolRuntime) -> str:
    """Get the most recent message from the user."""
    messages = runtime.state["messages"]

    # 查找最后一条人类消息
    for message in reversed(messages):
        if isinstance(message, HumanMessage):
            return message.content

    return "No user messages found"

# 访问自定义状态字段
@tool
def get_user_preference(
    pref_name: str,
    runtime: ToolRuntime
) -> str:
    """Get a user preference value."""
    preferences = runtime.state.get("user_preferences", {})
    return preferences.get(pref_name, "Not set")

runtime 参数对模型是隐藏的。对于上面的示例，模型只能在工具模式中看到 pref_name。

更新状态

使用 Command 来更新智能体的状态。这对于需要更新自定义状态字段的工具很有用。在更新中包含一个 ToolMessage，这样模型可以看到工具调用的结果：

from langchain.agents import AgentState
from langchain.messages import ToolMessage
from langchain.tools import ToolRuntime, tool
from langgraph.types import Command


class CustomState(AgentState):
    user_name: str


@tool
def set_user_name(new_name: str, runtime: ToolRuntime[None, CustomState]) -> Command:
    """Set the user's name in the conversation state."""
    return Command(
        update={
            "user_name": new_name,
            "messages": [
                ToolMessage(
                    content=f"User name set to {new_name}.",
                    tool_call_id=runtime.tool_call_id,
                )
            ],
        }
    )

当工具更新状态变量时，考虑为这些字段定义一个归约器。由于 LLM 可以并行调用多个工具，归约器决定了当同一状态字段被并发工具调用更新时如何解决冲突。

上下文

上下文提供在调用时传递的不可变配置数据。用于用户 ID、会话详情或在对话期间不应更改的应用程序特定设置。通过 runtime.context 访问上下文：

from dataclasses import dataclass
from langchain_openai import ChatOpenAI
from langchain.agents import create_agent
from langchain.tools import tool, ToolRuntime


USER_DATABASE = {
    "user123": {
        "name": "Alice Johnson",
        "account_type": "Premium",
        "balance": 5000,
        "email": "alice@example.com"
    },
    "user456": {
        "name": "Bob Smith",
        "account_type": "Standard",
        "balance": 1200,
        "email": "bob@example.com"
    }
}

@dataclass
class UserContext:
    user_id: str

@tool
def get_account_info(runtime: ToolRuntime[UserContext]) -> str:
    """Get the current user's account information."""
    user_id = runtime.context.user_id

    if user_id in USER_DATABASE:
        user = USER_DATABASE[user_id]
        return f"Account holder: {user['name']}\nType: {user['account_type']}\nBalance: ${user['balance']}"
    return "User not found"

model = ChatOpenAI(model="gpt-5.4")
agent = create_agent(
    model,
    tools=[get_account_info],
    context_schema=UserContext,
    system_prompt="You are a financial assistant."
)

result = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "What's my current balance?"}]},
    context=UserContext(user_id="user123")
)

长期记忆（存储）

BaseStore 提供跨对话存续的持久化存储。与状态（短期记忆）不同，保存到存储中的数据在未来的会话中仍然可用。通过 runtime.store 访问存储。存储使用命名空间/键模式来组织数据：

对于生产部署，使用像 PostgresStore 这样的持久化存储实现，而不是 InMemoryStore。参见记忆文档了解设置详情。

from typing import Any
from langgraph.store.memory import InMemoryStore
from langchain.agents import create_agent
from langchain.tools import tool, ToolRuntime
from langchain_openai import ChatOpenAI

# 访问记忆
@tool
def get_user_info(user_id: str, runtime: ToolRuntime) -> str:
    """Look up user info."""
    store = runtime.store
    user_info = store.get(("users",), user_id)
    return str(user_info.value) if user_info else "Unknown user"

# 更新记忆
@tool
def save_user_info(user_id: str, user_info: dict[str, Any], runtime: ToolRuntime) -> str:
    """Save user info."""
    store = runtime.store
    store.put(("users",), user_id, user_info)
    return "Successfully saved user info."

model = ChatOpenAI(model="gpt-5.4")

store = InMemoryStore()
agent = create_agent(
    model,
    tools=[get_user_info, save_user_info],
    store=store
)

# 第一个会话：保存用户信息
agent.invoke({
    "messages": [{"role": "user", "content": "Save the following user: userid: abc123, name: Foo, age: 25, email: foo@langchain.dev"}]
})

# 第二个会话：获取用户信息
agent.invoke({
    "messages": [{"role": "user", "content": "Get user info for user with id 'abc123'"}]
})
# Here is the user info for user with ID "abc123":
# - Name: Foo
# - Age: 25
# - Email: foo@langchain.dev

流式写入器

在工具执行期间从工具中流式传输实时更新。这对于在长时间运行的操作中向用户提供进度反馈很有用。使用 runtime.stream_writer 发出自定义更新：

from langchain.tools import tool, ToolRuntime

@tool
def get_weather(city: str, runtime: ToolRuntime) -> str:
    """Get weather for a given city."""
    writer = runtime.stream_writer

    # 在工具执行时流式传输自定义更新
    writer(f"Looking up data for city: {city}")
    writer(f"Acquired data for city: {city}")

    return f"It's always sunny in {city}!"

如果你在工具中使用 runtime.stream_writer，该工具必须在 LangGraph 执行上下文中调用。详见流式输出。

执行信息

通过 runtime.execution_info 在工具中访问线程 ID、运行 ID 和重试状态：

from langchain.tools import tool, ToolRuntime

@tool
def log_execution_context(runtime: ToolRuntime) -> str:
    """Log execution identity information."""
    info = runtime.execution_info
    print(f"Thread: {info.thread_id}, Run: {info.run_id}")
    print(f"Attempt: {info.node_attempt}")
    return "done"

需要 deepagents>=0.5.0（或 langgraph>=1.1.5）。

服务器信息

当你的工具在 LangGraph Server 上运行时，通过 runtime.server_info 访问助手 ID、图 ID 和已认证用户：

from langchain.tools import tool, ToolRuntime

@tool
def get_assistant_scoped_data(runtime: ToolRuntime) -> str:
    """Fetch data scoped to the current assistant."""
    server = runtime.server_info
    if server is not None:
        print(f"Assistant: {server.assistant_id}, Graph: {server.graph_id}")
        if server.user is not None:
            print(f"User: {server.user.identity}")
    return "done"

当工具不在 LangGraph Server 上运行时（例如本地开发或测试期间），server_info 为 None。

需要 deepagents>=0.5.0（或 langgraph>=1.1.5）。

工具执行

在 LangChain 中，工具由智能体使用（例如通过 create_agent），工具错误处理通过中间件配置。对于 LangGraph 工作流，工具执行由 ToolNode 处理。参见 ToolNode。

工具返回值

你可以为工具选择不同的返回值：

返回 string 表示人类可读的结果。
返回 object 表示模型应解析的结构化结果。
返回 Command 并带有可选消息，当你需要写入状态时。

返回字符串

当工具应该为模型提供纯文本以在下一个响应中读取和使用时，返回字符串。

from langchain.tools import tool


@tool
def get_weather(city: str) -> str:
    """Get weather for a city."""
    return f"It is currently sunny in {city}."

行为：

返回值被转换为 ToolMessage。
模型看到该文本并决定下一步做什么。
除非模型或另一个工具稍后执行，否则不会更改智能体状态字段。

当结果自然是人类可读文本时使用此方式。

返回对象

当你的工具产生模型应该检查的结构化数据时，返回一个对象（例如 dict）。

from langchain.tools import tool


@tool
def get_weather_data(city: str) -> dict:
    """Get structured weather data for a city."""
    return {
        "city": city,
        "temperature_c": 22,
        "conditions": "sunny",
    }

行为：

对象被序列化并作为工具输出发送回。
模型可以读取特定字段并对其进行推理。
与字符串返回类似，这不会直接更新图状态。

当下游推理受益于显式字段而非自由格式文本时使用此方式。

返回 Command

当工具需要更新图状态时（例如设置用户偏好或应用状态），返回 Command。你可以返回带有或不带 ToolMessage 的 Command。如果模型需要看到工具成功的确认（例如确认偏好更改），在更新中包含一个 ToolMessage，使用 runtime.tool_call_id 作为 tool_call_id 参数。

from langchain.messages import ToolMessage
from langchain.tools import ToolRuntime, tool
from langgraph.types import Command


@tool
def set_language(language: str, runtime: ToolRuntime) -> Command:
    """Set the preferred response language."""
    return Command(
        update={
            "preferred_language": language,
            "messages": [
                ToolMessage(
                    content=f"Language set to {language}.",
                    tool_call_id=runtime.tool_call_id,
                )
            ],
        }
    )

行为：

命令使用 update 更新状态。
更新后的状态可供同一运行中的后续步骤使用。
对可能被并行工具调用更新的字段使用归约器。

当工具不只是返回数据，还要修改智能体状态时使用此方式。

错误处理

使用 LangChain 智能体中间件处理工具错误，以重试失败的工具调用或返回自定义错误消息：

from collections.abc import Callable

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import wrap_tool_call
from langchain.messages import ToolMessage
from langchain.tools.tool_node import ToolCallRequest


@wrap_tool_call
def handle_tool_errors(
    request: ToolCallRequest,
    handler: Callable[[ToolCallRequest], ToolMessage],
) -> ToolMessage:
    """Convert tool exceptions into ToolMessages the model can handle."""
    try:
        return handler(request)
    except Exception as e:
        return ToolMessage(
            content=f"Tool error: Please check your input and try again. ({e})",
            tool_call_id=request.tool_call["id"],
        )


agent = create_agent(
    model="google_genai:gemini-3.1-pro-preview",
    tools=[],
    middleware=[handle_tool_errors],
)

状态注入

工具可以通过 ToolRuntime 访问当前图状态：

from langchain.tools import tool, ToolRuntime

@tool
def get_message_count(runtime: ToolRuntime) -> str:
    """Get the number of messages in the conversation."""
    messages = runtime.state["messages"]
    return f"There are {len(messages)} messages."

有关从工具访问状态、上下文和长期记忆的更多详情，请参阅访问上下文。

预构建工具

LangChain 提供了大量用于常见任务的预构建工具和工具包，如网络搜索、代码解释、数据库访问等。这些即用型工具可以直接集成到你的智能体中，无需编写自定义代码。查看工具和工具包集成页面，了解按类别组织的可用工具完整列表。

服务端工具使用

一些聊天模型具有由模型提供商在服务端执行的内置工具。这些包括网络搜索和代码解释器等功能，不需要你定义或托管工具逻辑。请参阅各个聊天模型集成页面和工具调用文档了解启用和使用这些内置工具的详情。

连接这些文档到 Claude、VSCode 等，通过 MCP 获取实时答案。

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Documentation Index

​创建工具

​基本工具定义

​自定义工具属性

​自定义工具名称

​自定义工具描述

​高级模式定义

​保留参数名称

​访问上下文

​短期记忆（状态）

​访问状态

​更新状态

​上下文

​长期记忆（存储）

​流式写入器

​执行信息

​服务器信息

​工具执行

​工具返回值

​返回字符串

​返回对象

​返回 Command

​错误处理

​状态注入

​预构建工具

​服务端工具使用

创建工具

基本工具定义

自定义工具属性

自定义工具名称

自定义工具描述

高级模式定义

保留参数名称

访问上下文

短期记忆（状态）

访问状态

更新状态

上下文

长期记忆（存储）

流式写入器

执行信息

服务器信息

工具执行

工具返回值

返回字符串

返回对象

返回 Command

错误处理

状态注入

预构建工具

服务端工具使用