LangGraph 1.0 完全指南：新概念、API、设计模式与最佳实践

执行摘要

LangGraph 1.0（发布于 2025年10月18日）标志着 Agent 框架从无序混乱向系统化工程的重大转变。核心改进围绕三大支柱展开：

1. 中间件机制（Middleware）：通过钩子函数实现工作流的可控扩展，彻底解决了上下文工程混乱的问题
2. 状态图设计（StateGraph）：用有向图 + 状态机范式取代线性 Agent 循环，支持复杂工作流编排
3. 类型安全与运行时控制：从 v0.6 的配置地狱升级到优雅的 Context API + Reducer 机制

本指南重点覆盖这三大核心创新的具体实现、最佳实践和生产级模式。

第一部分：LangGraph 1.0 的三大核心改进

1.1 从 v0.6 到 v1.0：问题诊断

v0.6 的核心痛点：

# ❌ v0.6 的"配置地狱"
def node(state: State, config: RunnableConfig):
    # 层层嵌套获取数据，容易出错
    user_id = config.get("configurable", {}).get("user_id")
    db_conn = config.get("configurable", {}).get("db_connection")
    # 代码可读性差，维护成本高

问题根源：

• 上下文管理缺乏系统化支持，全靠手写配置
• 工具调用权限难以精确控制
• 长对话的消息管理容易爆炸
• 没有统一的扩展机制（预算控制、审计、安全过滤等）

1.2 v1.0 的解决方案三支柱

支柱1：中间件机制 (Middleware)

核心理念： 用类似 FastAPI 中间件的概念，在 Agent 执行流程的关键环节插入钩子函数。

执行生命周期：

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response

内置中间件示例：

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)

自定义中间件开发模式：

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)

中间件的设计优势：

• ✅ 代码模块化，功能边界清晰
• ✅ 复用性高，可跨项目共享
• ✅ 组合灵活，如搭积木般构建复杂功能
• ✅ 测试友好，每个中间件可独立测试
• ✅ 生产友好，常见需求都有模式支持

支柱2：状态图设计（StateGraph + 状态机范式）

核心理念： 用有向图的节点和边来表示 Agent 工作流，状态在节点间流动。

从 ReAct Agent 到 StateGraph 的进化：

# ❌ ReAct Agent 方式：无序循环
from langchain.agents import create_openai_tools_agent, AgentExecutor

agent = create_openai_tools_agent(llm, tools, prompt)
executor = AgentExecutor(agent=agent, tools=tools, max_iterations=10)
result = executor.invoke({"input": user_query})
# 问题：流程不可控，调试困难，扩展受限

# ✅ StateGraph 方式：可控的状态机
from langgraph.graph import StateGraph, MessagesState, START, END

# 定义状态（所有节点间的共享数据）
class State(TypedDict):
    messages: Annotated[list, add_messages]  # 消息列表，自动追加
    user_id: str
    context: dict

# 定义节点（处理单元）
def assistant_node(state: State) -> dict:
    """LLM 推理节点"""
    response = llm.invoke(state["messages"])
    return {"messages": [response]}

def tool_node(state: State) -> dict:
    """工具执行节点"""
    last_msg = state["messages"][-1]
    tool_results = execute_tools(last_msg.tool_calls)
    return {"messages": [ToolMessage(content=tool_results)]}

# 路由函数：根据状态决定下一步
def route_after_llm(state: State) -> str:
    last_msg = state["messages"][-1]
    if last_msg.tool_calls:
        return "tool"
    return END

# 构建图
builder = StateGraph(State)
builder.add_node("assistant", assistant_node)
builder.add_node("tool", tool_node)

# 添加边
builder.add_edge(START, "assistant")
builder.add_conditional_edges("assistant", route_after_llm)
builder.add_edge("tool", "assistant")

# 编译为可执行的图
graph = builder.compile()

# 调用
result = graph.invoke({"messages": [HumanMessage("...")]})

优势对比：

特性	ReAct Agent	StateGraph
流程可视化	❌ 黑盒	✅ 有向图
并行执行	❌ 串行循环	✅ 超步并行
条件路由	有限	✅ 灵活丰富
状态管理	混乱	✅ 显式清晰
调试	困难	✅ 易调试
扩展性	差	✅ 优秀

支柱3：类型安全与上下文控制（Context API）

v0.6 的困境 → v1.0 的优雅：

# ❌ v0.6：配置参数层层嵌套
def node(state: State, config: RunnableConfig):
    user_id = config.get("configurable", {}).get("user_id")
    db_conn = config.get("configurable", {}).get("db_connection")
    # 类型提示缺失，IDE 无法补全，运行时容易出错

# ✅ v1.0：Context API，类型安全
@dataclass
class Context:
    user_id: str
    db_connection: Connection
    cache_client: Redis

def node(state: State, runtime: Runtime[Context]):
    # 直接访问，IDE 自动补全，类型检查
    user_id = runtime.context.user_id
    db_conn = runtime.context.db_connection

第二部分：状态管理深度指南

2.1 State 的三种定义方式

方式1：普通字典（最灵活但易出错）

from langgraph.graph import StateGraph, START, END

def add_node(state):
    # state 是普通字典，IDE 无法提示
    return {"result": state["x"] + 1}

builder = StateGraph(dict)  # 使用 dict 作为状态
builder.add_node("process", add_node)

方式2：TypedDict（推荐用于中小项目）

from typing import TypedDict, Annotated, List
from langgraph.graph import StateGraph

class State(TypedDict):
    x: int              # 单纯数值，默认覆盖
    messages: List[str] # 列表字段
    metadata: dict      # 嵌套对象

def process(state: State) -> dict:
    # IDE 能补全，类型检查
    x = state["x"]  # ✅ IDE 提示存在
    # y = state["y"]  # ❌ IDE 警告不存在
    return {"x": x + 1}

builder = StateGraph(State)

方式3：Pydantic BaseModel（最严谨，用于大型项目）

from pydantic import BaseModel, Field

class State(BaseModel):
    x: int = Field(description="计算数值")
    messages: List[str] = Field(default_factory=list)

    class Config:
        # 允许额外字段
        extra = "allow"

# 使用方式与 TypedDict 相同
builder = StateGraph(State)

2.2 Reducer 函数：状态融合的核心机制

问题场景： 多个节点同时修改同一字段，如何合并？

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response0

常用 Reducer 函数详解：

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response1

add_messages 的智能特性：

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response2

2.3 完整的状态定义最佳实践

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response3

第三部分：StateGraph API 完全参考

3.1 核心方法详解

3.1.1 add_node：添加处理节点

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response4

3.1.2 add_edge：添加无条件边（节点连接）

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response5

3.1.3 add_conditional_edges：条件边（动态路由）

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response6

3.1.4 add_sequence：序列快捷方式

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response7

3.1.5 compile：编译为可执行图

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response8

3.2 特殊节点：START 和 END

User Input 
    ↓
[before_model] 中间件 - 预处理输入
    ↓
[wrap_model_call] 中间件 - 包裹模型调用、修改参数
    ↓
LLM Model Call
    ↓
[wrap_tool_call] 中间件 - 拦截工具调用、权限控制
    ↓
Tool Execution
    ↓
[after_model] 中间件 - 输出验证、安全检查
    ↓
Response9

第四部分：并行执行与超步（SuperStep）

4.1 超步概念

LangGraph 的 超步（SuperStep） 是并行执行的基本单位。

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)0

4.2 实现并行执行的三种模式

模式1：多条输出边（扇出）

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)1

模式2：使用 Send 进行动态分发

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)2

模式3：defer 参数控制执行顺序

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)3

第五部分：流式执行与流模式（Stream Modes）

5.1 四种流模式对比

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)4

5.2 选择流模式的指南

场景	推荐模式	原因
前端实时更新	updates	带宽小，只传增量
完整状态监控	values	确保时刻掌握全局
聊天应用 Token 流	messages	原生支持，最优化
开发调试	debug	详尽信息，易定位问题
生产监控	updates + debug	组合使用

5.3 实战：构建实时聊天应用

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)5

第六部分：设计模式与最佳实践

6.1 工作流模式库

模式1：检查-处理-验证（Check-Process-Verify）

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)6

模式2：重试机制

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)7

模式3：多代理协作（Supervisor Pattern）

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)8

6.2 State 设计最佳实践

from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import (
    PIIMiddleware,
    SummarizationMiddleware,
    HumanInTheLoopMiddleware
)

agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[read_email, send_email],
    middleware=[
        # 隐私保护：脱敏邮箱地址
        PIIMiddleware("email", strategy="redact"),
        # 隐私保护：阻止电话号码
        PIIMiddleware("phone_number", strategy="block"),
        # 自动摘要：对话超过500 tokens自动压缩
        SummarizationMiddleware(
            model="claude-sonnet-4-5-20250929",
            max_tokens_before_summary=500
        ),
        # 人机交互：发送邮件前要求人工审批
        HumanInTheLoopMiddleware(
            interrupt_on={
                "send_email": {
                    "allowed_decisions": ["approve", "edit", "reject"]
                }
            }
        )
    ]
)9

6.3 节点函数最佳实践

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)0

6.4 错误处理与恢复最佳实践

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)1

第七部分：生产级应用架构

7.1 可观测性与监控

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)2

7.2 持久化与检查点

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)3

7.3 上下文隔离与多租户

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)4

第八部分：常见陷阱与解决方案

8.1 状态爆炸

问题： 对话历史越来越长，导致 token 消耗不断增加。

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)5

8.2 条件边死循环

问题： 路由函数返回同一节点，导致无限循环。

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)6

8.3 Reducer 合并冲突

问题： 多个节点同时更新同一字段，顺序不可控。

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)7

总结与关键要点

核心创新总结

特性	v0.6 问题	v1.0 方案	收益
上下文管理	配置地狱	Context API	代码简洁 60%
工作流控制	黑盒循环	StateGraph	可视化、可调试
扩展机制	无	中间件	功能组合灵活
并行执行	不支持	超步并行	性能提升 3-5x
类型安全	弱	TypedDict/Pydantic	IDE 完整支持

实战最佳实践清单

• ✅ 始终使用 TypedDict 定义 State
• ✅ 每个节点只做一件事（单一职责）
• ✅ 节点返回部分更新，不返回整个 State
• ✅ 使用 Reducer 管理聚合字段（messages、results 等）
• ✅ 为关键路由添加条件边，不是简单 IF-ELSE
• ✅ 在编译时设置 recursion_limit 防止死循环
• ✅ 使用 stream 而非 invoke 实现实时反馈
• ✅ 中间件用于横切关注点（审计、安全、监控）
• ✅ 生产环境必须配置 checkpointer 用于容错恢复
• ✅ 定期裁剪或摘要历史消息，防止 token 爆炸

何时使用 LangGraph 1.0

推荐使用：

• 复杂多步工作流（3+ 个步骤）
• 需要用户交互或人工审批
• 多 Agent 协作场景
• 长对话需要记忆管理
• 生产环境需要可观测性

可以用但不必要：

• 简单的"输入 → LLM → 输出"
• 单次对话，无状态
• 原型快速验证

附录：完整工程示例

示例：企业级文档分析 Agent

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable
from langchain.agents.middleware import AgentMiddleware, ModelRequest
from langchain.agents.middleware.types import ModelResponse
from langchain_openai import ChatOpenAI

@dataclass
class Context:
    user_expertise: str = "beginner"  # "beginner" 或 "expert"

class ExpertiseBasedToolMiddleware(AgentMiddleware):
    """根据用户技术水平动态调整AI能力的中间件"""

    def wrap_model_call(
        self,
        request: ModelRequest,
        handler: Callable[[ModelRequest], ModelResponse]
) -> ModelResponse:
        # 读取运行时上下文
        user_level = request.runtime.context.user_expertise

        if user_level == "expert":
            # 专家用户：强模型 + 高级工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5")
            request.tools = [advanced_search, data_analysis, ml_toolkit]
        else:
            # 初学者：轻量模型 + 基础工具
            request.model = ChatOpenAI(model="gpt-5-nano")
            request.tools = [simple_search, basic_calculator]

        # 继续执行流程
        return handler(request)

# 使用自定义中间件
agent = create_agent(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    tools=[simple_search, advanced_search, basic_calculator, data_analysis],
    middleware=[ExpertiseBasedToolMiddleware()],
    context_schema=Context
)8

这个完整指南涵盖了 LangGraph 1.0 的所有核心概念、API、设计模式和生产级实践，现在你可以开始构建复杂的 Agent 系统了！

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