AI Agent 运行时架构:Harness、Loop 与任务调度机制

简介: 本文剖析AI Agent工程化核心:Agent负责推理执行,Harness管控工具调用与异常处理,Loop实现多步任务规划、状态管理与失败恢复。以自动化测试为例,揭示多智能体系统在真实业务中所需的闭环调度能力。

导读

AI Agent 能调用工具,不代表能够独立完成复杂任务。当执行过程涉及多步骤规划、任务调度、失败恢复和状态管理时,仅靠大模型推理已经不够。本文从 AI Agent 运行时架构出发,介绍 Harness、Loop 的核心职责,并结合自动化测试场景分析多智能体系统的工程实现。

一、Agent、Harness、Loop 到底是什么关系?
现在搭建一个 AI Agent 并不难。

接入大语言模型,通过 Function Calling 或 MCP 调用工具,再配合 ReAct 推理机制,就能让模型具备一定的自主执行能力。

但真实业务往往不是调用一次工具就能结束。

例如,让 AI Agent 完成一次自动化回归测试,需要先分析需求、生成测试用例、准备环境、执行脚本、分析失败原因,最后输出测试报告。

其中任何一步失败,都可能影响后续执行。

这就涉及三个不同的工程概念:

Agent(智能体): 负责理解任务、进行推理并执行具体操作。
Harness(运行时控制层): 负责工具调用、上下文管理、权限校验和异常处理。
Loop(任务循环调度): 负责跨步骤的任务规划、进度管理、失败恢复和结果验收。
可以简单理解为:

Agent 负责执行具体任务,Harness 负责控制执行过程,Loop 负责组织整个任务持续运行。

需要注意,这是一种工程职责划分,并不意味着三者必须是独立部署的软件模块。

二、Harness:让 Agent 的行为可控
大模型能够决定下一步做什么,但它本身并不能保证外部操作一定成功。

例如,Agent 决定调用 Playwright 执行浏览器自动化测试。

模型可以生成操作步骤,但还需要解决几个实际问题:

当前 Agent 是否拥有浏览器操作权限?
工具执行超时后如何处理?
页面元素定位失败是否允许重试?
上下文过长时如何压缩历史信息?
工具执行结果如何验证和记录?
这些正是 Harness Engineering 需要处理的问题。

Harness 通常包含工具执行、上下文管理、记忆、权限控制、异常处理和结果校验等运行时能力。

以 ReAct 为例,模型不断进行推理、行动和观察,而 Harness 负责控制工具的实际执行,并将执行反馈传回模型。

因此,Harness 的核心价值不是让模型变得更聪明,而是让 Agent 的执行行为具备明确的边界和约束。

但 Harness 解决了局部执行问题,并不意味着它就能管理一个持续运行数小时的复杂任务。

这时还需要 Loop。

三、Loop:让复杂任务形成执行闭环
Loop Engineering 关注的不是某一次工具调用,而是整个任务能否持续推进。

例如,一个自动化测试任务包含订单、支付、库存三个业务模块。

订单测试通过后,支付环境突然不可用。

系统应该继续执行库存测试,还是等待环境恢复?已经完成的测试要不要重新执行?连续失败后是否需要人工介入?

这些决策需要结合任务状态、依赖关系和执行结果进行判断。

一个完整的 Loop 通常包含六项能力:

核心能力
主要职责
目标管理
明确任务目标与验收标准
任务规划
拆分任务、管理依赖与重新规划
任务调度
分配 Agent、控制并发和优先级
状态管理
保存任务进度、执行状态和检查点
失败恢复
重试、降级、恢复与人工介入
结果验证
判断任务结果是否满足验收条件
它们构成了从目标输入到最终结果验收的任务闭环。

【配图 1:AI Agent 运行时分层架构图】

这里还有一个重要区别:

Harness 可能负责某次工具调用失败后的重试,而 Loop 需要判断这次失败是否影响整个任务,是否需要重新规划,以及是否应该终止执行。

两者的职责存在交叉,但关注的范围不同。

四、AI Agent 为什么需要多层循环?
从模型生成到长期任务调度,AI 系统中可以观察到五种不同粒度的循环。

第一层:词元生成循环

大语言模型根据上下文逐步生成内容。这属于模型内部的生成机制。

第二层:推理执行循环

通过 ReAct 等模式,让 Agent 在推理、工具调用和结果观察之间循环。

第三层:任务执行循环

围绕具体任务执行规划、操作、验证与修正,直到满足验收条件或触发终止规则。

第四层:多智能体协作循环

多个 Agent 根据任务分工协作,由调度器协调任务依赖、执行顺序和结果汇总。

第五层:长期任务循环

管理跨多次执行的任务状态,支持检查点恢复、失败补偿、人工审批和最终验收。

【AI 系统五层循环关系图】

需要说明的是,这五层是理解 AI 系统执行机制的一种分析方式,并不是所有 Agent 框架都必须采用的五层部署架构。

五、以 AI 自动化测试为例,如何设计 Agent Loop?
假设企业希望建设一套 AI 自动化回归测试系统。

用户提交测试需求后,系统首先分析测试范围,将任务拆分为环境检查、测试用例生成、脚本执行、失败分析和质量报告等步骤。

不同 Agent 可以分别负责测试设计、自动化执行和故障分析。

调度器根据任务依赖分配工作,Harness 控制每个 Agent 的工具调用和执行边界。

当测试失败时,系统需要区分具体原因。

如果是临时网络异常,可以有限重试;如果是业务断言失败,应保存证据并进入缺陷分析;如果是环境不可用,则应暂停受影响任务或重新安排执行顺序。

最重要的是,不能仅凭 Agent 输出“执行成功”,就认定整个任务已经完成。

Loop 还需要检查真实测试记录、用例覆盖情况、失败处理结果和最终验收条件。

对于长期运行的系统,还必须保存任务状态和检查点,避免进程重启后重复执行已经完成的任务。

因此,评价一套 Agent 测试系统时,除了关注生成用例的质量,还应该关注:

端到端任务成功率: 完整任务能否通过最终验收。
失败恢复成功率: 异常发生后能否有效恢复执行。
执行效率: 完成任务需要多少时间和模型调用成本。
人工介入率: 有多少任务需要人工处理才能继续。
这些指标比单纯统计 Agent 数量,更能反映系统的实际工程能力。

写在最后
AI Agent 的工程化发展,正在从单次模型调用延伸到完整任务生命周期管理。

Prompt Engineering 解决任务描述问题,Context Engineering 解决上下文组织问题,Harness Engineering 解决 Agent 运行时控制问题,Loop Engineering 则关注复杂任务的持续调度与闭环管理。

在生产环境中,这些能力通常需要共同发挥作用。

模型决定系统具备哪些智能能力,Harness 决定执行行为如何得到约束,而 Loop 决定复杂任务如何被持续推进、恢复和验证。

对于 AI 自动化测试、代码修复智能体以及企业级多智能体系统而言,任务编排、状态管理、异常恢复和结果验证,将是值得持续投入的关键工程能力。

本文部分内容参考了霍格沃兹测试开发学社整理的相关技术资料,主要涉及软件测试、自动化测试、测试开发及 AI 测试等内容,侧重测试实践、工具应用与工程经验整理。

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