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从“死记硬背“到“主动思考“：用 Microsoft Agent Framework 重新定义 RAG

news 2025/11/11 7:51:21

当 RAG 遇上 Agent，检索不再是简单的"查字典"，而是一场有策略的智能探索之旅。

一、开场白：RAG 的"中年危机"

如果你问一个做 AI 应用的工程师："怎么让大模型回答得更靠谱？"十有八九会得到一个答案：RAG（检索增强生成）。

传统 RAG 的思路很直接：用户问个问题，系统去向量数据库里捞一把相关文档，然后把这些文档和问题一起塞给大模型，让它基于这些"参考资料"来回答。这套流程就像是给学生开卷考试——问题来了，翻翻书，找到相关章节，照着答。

听起来挺美好，但实际用起来你会发现：

检索太死板：不管问题复杂还是简单，都是一次性检索，检索不到就没戏了
上下文爆炸：把一堆可能相关的文档全塞进去，token 哗哗地烧，模型还容易被无关信息带偏
缺乏推理链：遇到需要多步推理的问题，传统 RAG 就像个只会背书的学生，不会举一反三

这时候，Agentic RAG 横空出世了。

二、Agentic RAG：让检索"活"起来

2.1 什么是 Agentic RAG？

如果说传统 RAG 是"被动检索"，那 Agentic RAG 就是"主动探索"。

核心区别在于：Agentic RAG 把检索过程交给了一个具有自主决策能力的 Agent。这个 Agent 不是机械地执行"检索-生成"流程，而是：

动态规划：根据问题复杂度，决定是一次检索还是多次检索
迭代优化：如果第一次检索结果不理想，会调整策略再次检索
工具编排：可以调用多种检索工具（向量搜索、关键词搜索、图数据库等）
推理增强：在检索过程中进行中间推理，逐步逼近答案

打个比方：传统 RAG 像是图书馆的自助查询机，你输入关键词，它给你吐出一堆书；而 Agentic RAG 更像是一个经验丰富的图书管理员，会根据你的问题帮你分析需求，先找哪本书，再找哪本书，甚至会告诉你"这个问题可能需要跨学科查阅"。

2.2 Agentic RAG 的核心设计理念

Agentic RAG 的设计哲学可以总结为三个关键词：

自主性（Autonomy）：Agent 能够自主决定何时检索、检索什么、如何使用检索结果

适应性（Adaptability）：根据问题类型和检索结果动态调整策略

可组合性（Composability）：可以灵活组合多个 Agent 和工具，构建复杂的检索推理链

三、Microsoft Agent Framework：天生为 Agentic RAG 而生

在众多 Agent 框架中，Microsoft Agent Framework 有几个独特优势，让它特别适合实现 Agentic RAG：

3.1 原生的 Context Provider 机制

Agent Framework 提供了 AIContextProvider 抽象类，这是实现 Agentic RAG 的核心基础设施。

public abstract class AIContextProvider
{// 在 Agent 调用前注入上下文public abstract ValueTask<AIContext> InvokingAsync(InvokingContext context, CancellationToken cancellationToken = default);// 在 Agent 调用后处理结果public virtual ValueTask InvokedAsync(InvokedContext context, CancellationToken cancellationToken = default);
}

这个设计妙在哪里？它把检索逻辑和 Agent 的推理逻辑解耦了。你可以在 InvokingAsync 中动态决定要检索什么内容，然后注入到 Agent 的上下文中；在 InvokedAsync 中分析 Agent 的输出，决定是否需要进一步检索。

3.2 灵活的 Function Tools 系统

Agent Framework 的 Function Tools 让 Agent 可以主动调用检索工具：

[Description("Search the knowledge base for relevant information")]
static async Task<string> SearchKnowledgeBase([Description("The search query")] string query,[Description("Number of results to return")] int topK = 3)
{// 实际的检索逻辑var results = await vectorStore.SearchAsync(query, topK);return FormatResults(results);
}AIAgent agent = chatClient.CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions
{Instructions = "You are a research assistant. Use the search tool when you need information.",Tools = [AIFunctionFactory.Create(SearchKnowledgeBase)]
});

这样，Agent 就能根据对话上下文，自主决定何时调用检索工具，而不是被动地接受预先检索好的内容。

3.3 强大的 Workflow 编排能力

对于复杂的 Agentic RAG 场景，Agent Framework 的 Workflow 系统提供了多 Agent 协作的能力：

Sequential Pattern：多个专门化的 Agent 依次处理（问题分析 → 检索规划 → 执行检索 → 答案生成）
Concurrent Pattern：并行调用多个检索源，然后聚合结果
Handoff Pattern：根据问题类型，动态切换到不同的专家 Agent

四、实战：三种 Agentic RAG 实现模式

接下来，我们用 Microsoft Agent Framework 实现三种典型的 Agentic RAG 模式，从简单到复杂，逐步展示框架的威力。

4.1 模式一：Context Provider 驱动的智能检索

这是最基础也最优雅的实现方式，利用 AIContextProvider 在每次 Agent 调用前动态注入检索内容。

核心思路

框架内置的 TextSearchProvider 就是一个很好的例子。它的工作流程是：

拦截用户的输入消息
提取关键信息作为检索查询
执行检索并格式化结果
将结果作为系统消息注入到对话上下文中

代码实现

// 定义检索函数
static async Task<IEnumerable<TextSearchProvider.TextSearchResult>> SmartSearchAsync(string query, CancellationToken cancellationToken)
{// 这里可以接入任何检索系统：向量数据库、搜索引擎、知识图谱等var results = new List<TextSearchProvider.TextSearchResult>();// 示例：根据查询内容智能路由到不同的知识源if (query.Contains("技术文档")){var docs = await techDocStore.SearchAsync(query);results.AddRange(docs.Select(d => new TextSearchProvider.TextSearchResult{SourceName = d.Title,SourceLink = d.Url,Text = d.Content}));}if (query.Contains("代码示例")){var code = await codebaseSearch.SearchAsync(query);results.AddRange(code.Select(c => new TextSearchProvider.TextSearchResult{SourceName = $"Code: {c.FileName}",SourceLink = c.GitHubUrl,Text = c.CodeSnippet}));}return results;
}// 配置检索行为
TextSearchProviderOptions searchOptions = new()
{// 在每次 AI 调用前都执行检索SearchTime = TextSearchProviderOptions.TextSearchBehavior.BeforeAIInvoke,// 保持最近 6 条消息的上下文窗口RecentMessageMemoryLimit = 6,
};// 创建 Agent，注入检索能力
AIAgent agent = chatClient.CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions
{Instructions = "你是一个技术助手。基于检索到的文档回答问题，并引用来源。",AIContextProviderFactory = ctx => new TextSearchProvider(SmartSearchAsync, ctx.SerializedState, ctx.JsonSerializerOptions, searchOptions)
});// 使用 Agent
AgentThread thread = agent.GetNewThread();
var response = await agent.RunAsync("如何在 Agent Framework 中使用 Function Tools？", thread);
Console.WriteLine(response);

设计亮点

透明性：Agent 本身不需要知道检索的存在，检索逻辑完全由 Context Provider 处理
可配置性：通过 SearchTime 参数控制检索时机（每次调用前、首次调用前、按需调用）
状态管理：Context Provider 的状态可以序列化，支持跨会话的检索历史追踪

4.2 模式二：Function Tool 驱动的主动检索

这种模式让 Agent 拥有"主动权"——它可以根据需要，自主决定何时调用检索工具。

核心思路

把检索能力封装成 Function Tool，Agent 在推理过程中可以：

判断当前信息是否足够
决定是否需要检索
选择合适的检索策略（精确匹配 vs 语义搜索）
根据检索结果决定下一步行动

代码实现

// 定义多个检索工具
[Description("在技术文档库中进行语义搜索")]
static async Task<string> SemanticSearch([Description("搜索查询，应该是一个完整的问题或描述")] string query,[Description("返回结果数量")] int topK = 5)
{var results = await vectorStore.SearchAsync(query, topK);return JsonSerializer.Serialize(results.Select(r => new { Title = r.Title, Content = r.Content.Substring(0, 500),Relevance = r.Score }));
}[Description("在代码库中搜索特定的函数或类")]
static async Task<string> CodeSearch([Description("要搜索的代码元素名称")] string symbolName,[Description("代码类型：class, method, interface")] string symbolType = "method")
{var results = await codeIndex.FindSymbolAsync(symbolName, symbolType);return FormatCodeResults(results);
}[Description("获取 API 的详细文档")]
static async Task<string> GetApiDocumentation([Description("API 的完整路径，如 Microsoft.Agents.AI.AIAgent")] string apiPath)
{var doc = await apiDocStore.GetAsync(apiPath);return doc?.ToMarkdown() ?? "未找到该 API 的文档";
}// 创建具有多种检索能力的 Agent
AIAgent researchAgent = chatClient.CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions
{Instructions = @"你是一个智能研究助手。你可以使用以下策略回答问题：1. 对于概念性问题，使用 SemanticSearch 查找相关文档2. 对于代码实现问题，使用 CodeSearch 查找示例代码3. 对于 API 使用问题，使用 GetApiDocumentation 获取详细文档你可以多次调用这些工具，逐步收集信息。如果第一次检索结果不够，尝试换个角度再次检索。",Tools = [AIFunctionFactory.Create(SemanticSearch),AIFunctionFactory.Create(CodeSearch),AIFunctionFactory.Create(GetApiDocumentation)]
});// 使用示例
var response = await researchAgent.RunAsync("我想实现一个可以记住用户偏好的 Agent，应该怎么做？请给出具体的代码示例。");

实际运行流程

当用户提出上面的问题时，Agent 可能会这样思考和行动：

[Agent 思考] 这个问题涉及状态管理和记忆功能，我需要先了解相关概念[调用] SemanticSearch("Agent memory and state management")
[结果] 找到关于 AIContextProvider 和状态序列化的文档[Agent 思考] 文档提到了 AIContextProvider，我需要看看具体的代码实现[调用] CodeSearch("AIContextProvider", "class")
[结果] 找到 UserInfoMemory 示例代码[Agent 思考] 现在我需要了解 AIContextProvider 的 API 细节[调用] GetApiDocumentation("Microsoft.Agents.AI.AIContextProvider")
[结果] 获取完整的 API 文档[Agent 生成答案] 基于收集到的信息，生成包含概念解释和代码示例的完整答案

设计亮点

自主决策：Agent 根据问题复杂度，自主决定调用哪些工具、调用几次
迭代优化：如果第一次检索结果不理想，Agent 会调整查询策略再次尝试
多源融合：可以同时从文档、代码、API 等多个来源获取信息

4.3 模式三：Multi-Agent Workflow 驱动的复杂检索

对于真正复杂的场景，我们需要多个专门化的 Agent 协作完成检索任务。

核心思路

将 Agentic RAG 分解为多个阶段，每个阶段由专门的 Agent 负责：

Query Analyzer Agent：分析用户问题，提取关键信息，规划检索策略
Retrieval Agent：执行实际的检索操作
Reranker Agent：对检索结果进行重排序和过滤
Synthesizer Agent：基于检索结果生成最终答案

代码实现

// 1. 查询分析 Agent
ChatClientAgent queryAnalyzer = new(chatClient,instructions: @"分析用户问题，输出 JSON 格式的检索计划：{'intent': '问题意图','keywords': ['关键词列表'],'searchStrategy': 'semantic|keyword|hybrid','expectedSources': ['期望的信息来源']}",name: "query_analyzer");// 2. 检索执行 Agent（带检索工具）
ChatClientAgent retrievalAgent = new(chatClient,instructions: "根据检索计划执行检索，返回原始检索结果",name: "retrieval_agent",tools: [AIFunctionFactory.Create(SemanticSearch), AIFunctionFactory.Create(CodeSearch)]);// 3. 结果重排 Agent
ChatClientAgent rerankerAgent = new(chatClient,instructions: @"评估检索结果的相关性，输出重排后的结果：- 过滤掉不相关的结果- 按相关性重新排序- 标注每个结果的可信度",name: "reranker");// 4. 答案合成 Agent
ChatClientAgent synthesizerAgent = new(chatClient,instructions: @"基于重排后的检索结果生成答案：- 综合多个来源的信息- 保持逻辑连贯性- 引用具体来源- 如果信息不足，明确指出",name: "synthesizer");// 构建 Sequential Workflow
var agenticRagWorkflow = AgentWorkflowBuilder.BuildSequential([queryAnalyzer, retrievalAgent, rerankerAgent, synthesizerAgent]);// 使用 Workflow
List<ChatMessage> messages = [new(ChatRole.User, "在 Agent Framework 中如何实现一个支持多轮对话的 Agent？")];await using StreamingRun run = await InProcessExecution.StreamAsync(agenticRagWorkflow, messages);
await run.TrySendMessageAsync(new TurnToken(emitEvents: true));await foreach (WorkflowEvent evt in run.WatchStreamAsync())
{if (evt is AgentRunUpdateEvent e){Console.WriteLine($"[{e.ExecutorId}] {e.Update.Text}");}else if (evt is WorkflowOutputEvent output){var finalMessages = output.As<List<ChatMessage>>();Console.WriteLine($"\n最终答案：\n{finalMessages.Last().Text}");}
}

进阶：带反馈循环的 Workflow

更进一步，我们可以加入质量检查和反馈循环：

// 质量评估 Agent
ChatClientAgent qualityChecker = new(chatClient,instructions: @"评估答案质量，输出 JSON：{'isComplete': true/false,'missingInfo': ['缺失的信息'],'needsMoreRetrieval': true/false,'refinedQuery': '改进后的查询'}",name: "quality_checker");// 使用 Conditional Edges 构建带反馈的 Workflow
var workflowBuilder = new WorkflowBuilder();workflowBuilder.AddExecutor("analyzer", queryAnalyzer).AddExecutor("retriever", retrievalAgent).AddExecutor("reranker", rerankerAgent).AddExecutor("synthesizer", synthesizerAgent).AddExecutor("checker", qualityChecker).AddEdge("analyzer", "retriever").AddEdge("retriever", "reranker").AddEdge("reranker", "synthesizer").AddEdge("synthesizer", "checker")// 条件边：如果质量不达标，返回重新检索.AddConditionalEdge("checker", condition: output => {var result = JsonSerializer.Deserialize<QualityCheckResult>(output);return result.NeedsMoreRetrieval ? "retriever" : "end";},destinations: new[] { "retriever", "end" });var workflow = workflowBuilder.Build();

设计亮点

职责分离：每个 Agent 专注于一个特定任务，提高了可维护性和可测试性
可观测性：通过 Workflow 事件流，可以清晰地看到每个阶段的输出
灵活编排：可以轻松调整 Agent 的执行顺序，或添加新的处理阶段
质量保证：通过反馈循环，确保检索结果的质量

五、深入原理：Agent Framework 如何支撑 Agentic RAG

理解了实现模式后，我们来深入看看 Agent Framework 的设计哲学，以及它为什么能如此优雅地支持 Agentic RAG。

5.1 AIContextProvider：检索的"钩子"机制

AIContextProvider 是整个框架中最精妙的设计之一。它提供了两个关键的生命周期钩子：

public abstract class AIContextProvider
{// 调用前钩子：注入上下文public abstract ValueTask<AIContext> InvokingAsync(InvokingContext context, CancellationToken cancellationToken = default);// 调用后钩子：处理结果public virtual ValueTask InvokedAsync(InvokedContext context, CancellationToken cancellationToken = default);// 状态序列化：支持持久化public virtual JsonElement Serialize(JsonSerializerOptions? jsonSerializerOptions = null);
}

为什么这个设计如此强大？

1. 解耦检索和推理

传统做法是把检索逻辑硬编码在 Agent 的调用流程中，导致代码耦合严重。而 AIContextProvider 通过依赖注入的方式，让检索逻辑成为可插拔的组件。

2. 支持动态上下文

InvokingAsync 接收 InvokingContext，其中包含了当前的请求消息。这意味着你可以：

分析用户的最新输入
结合历史对话上下文
动态决定检索策略

3. 闭环反馈

InvokedAsync 接收 InvokedContext，包含了 Agent 的响应消息。这让你可以：

分析 Agent 的回答质量
提取新的知识点存入知识库
根据回答效果调整检索策略

4. 状态持久化

通过 Serialize 方法，Context Provider 的状态可以被序列化。这对于 Agentic RAG 至关重要：

记录检索历史，避免重复检索
跨会话保持检索上下文
支持分布式部署

5.2 Function Tools：Agent 的"工具箱"

Agent Framework 的 Function Tools 系统让 Agent 可以像人类一样使用工具。其核心是 AIFunctionFactory：

// 从方法创建 Function Tool
var tool = AIFunctionFactory.Create(SearchKnowledgeBase);// 从 OpenAPI 规范创建 Function Tool
var tools = AIFunctionFactory.CreateFromOpenApiSpec(openApiSpec);

设计精髓

1. 自动参数推断

通过 C# 的特性（Attribute）系统，框架可以自动提取函数的参数信息：

[Description("搜索知识库")]
static string Search([Description("搜索查询")] string query,[Description("结果数量")] int topK = 5)
{// ...
}

这些元数据会被转换成 LLM 能理解的 JSON Schema，让模型知道何时、如何调用这个工具。

2. 异步支持

所有 Function Tools 都原生支持异步操作，这对于 I/O 密集的检索操作至关重要：

static async Task<string> SearchAsync(string query)
{var results = await vectorStore.SearchAsync(query);return FormatResults(results);
}

3. 类型安全

得益于 C# 的强类型系统，Function Tools 在编译时就能发现类型错误，而不是在运行时才暴露问题。

5.3 Workflow：编排的艺术

Agent Framework 的 Workflow 系统借鉴了 LangGraph 的设计理念，但做了更符合 .NET 生态的改进。

核心概念

1. Executor（执行器）

Workflow 中的基本执行单元。Agent 本身就是一种特殊的 Executor：

public interface IExecutor
{Task<ExecutorResult> ExecuteAsync(ExecutorContext context, CancellationToken cancellationToken);
}

2. Edge（边）

定义 Executor 之间的连接关系：

// 简单边：A 执行完后执行 B
workflowBuilder.AddEdge("executorA", "executorB");// 条件边：根据输出决定下一步
workflowBuilder.AddConditionalEdge("executorA", condition: output => output.Contains("需要检索") ? "retriever" : "end",destinations: new[] { "retriever", "end" });

3. State（状态）

Workflow 的共享状态，所有 Executor 都可以读写：

public class AgenticRagState
{public string OriginalQuery { get; set; }public List<RetrievalResult> RetrievalResults { get; set; }public int RetrievalAttempts { get; set; }public bool IsComplete { get; set; }
}

为什么 Workflow 适合 Agentic RAG？

1. 可视化的执行流程

Workflow 的图结构让复杂的 Agentic RAG 流程一目了然：

用户问题 → 查询分析 → 检索规划 → 并行检索 → 结果融合 → 答案生成↑                                              ↓└──────────── 质量检查（不通过则重试）──────────┘

2. 灵活的控制流

通过条件边，可以实现复杂的控制逻辑：

根据问题类型选择不同的检索策略
根据检索结果决定是否需要进一步检索
实现最大重试次数的保护机制

3. 并行执行

对于需要从多个来源检索的场景，Workflow 支持并行执行：

var workflow = AgentWorkflowBuilder.BuildConcurrent([vectorSearchAgent, keywordSearchAgent, graphSearchAgent]);

4. 可观测性

Workflow 提供了丰富的事件流，让你可以实时监控执行过程：

await foreach (WorkflowEvent evt in run.WatchStreamAsync())
{switch (evt){case ExecutorStartEvent start:Console.WriteLine($"开始执行：{start.ExecutorId}");break;case ExecutorCompleteEvent complete:Console.WriteLine($"完成执行：{complete.ExecutorId}");break;case AgentRunUpdateEvent update:Console.WriteLine($"Agent 输出：{update.Update.Text}");break;}
}

5.4 Memory Provider：让 Agent "记住"检索历史

Agent Framework 的 Memory 机制可以让 Agentic RAG 系统记住检索历史，避免重复检索：

public class RetrievalMemory : AIContextProvider
{private readonly Dictionary<string, List<RetrievalResult>> _cache = new();public override async ValueTask<AIContext> InvokingAsync(InvokingContext context, CancellationToken cancellationToken = default){var userMessage = context.RequestMessages.LastOrDefault(m => m.Role == ChatRole.User);if (userMessage == null) return new AIContext();// 检查缓存var queryHash = ComputeHash(userMessage.Text);if (_cache.TryGetValue(queryHash, out var cachedResults)){return new AIContext{Instructions = $"以下是之前检索过的相关信息：\n{FormatResults(cachedResults)}"};}return new AIContext();}public override async ValueTask InvokedAsync(InvokedContext context, CancellationToken cancellationToken = default){// 将本次检索结果存入缓存var userMessage = context.RequestMessages.LastOrDefault(m => m.Role == ChatRole.User);if (userMessage != null && context.ResponseMessages != null){var queryHash = ComputeHash(userMessage.Text);var results = ExtractRetrievalResults(context.ResponseMessages);_cache[queryHash] = results;}}public override JsonElement Serialize(JsonSerializerOptions? options = null){return JsonSerializer.SerializeToElement(_cache, options);}
}

六、实战案例：构建一个生产级的 Agentic RAG 系统

理论讲完了，让我们来看一个接近生产环境的完整案例：一个技术文档问答系统。

6.1 系统架构

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        用户接口层                              │
│                    (Web API / Chat UI)                       │
└────────────────────────┬────────────────────────────────────┘│
┌────────────────────────▼────────────────────────────────────┐
│                    Agentic RAG Workflow                      │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐   │
│  │  Query   │→ │ Retrieval│→ │ Reranker │→ │Synthesizer│  │
│  │ Analyzer │  │  Agent   │  │  Agent   │  │  Agent    │   │
│  └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘   │
│       ↑              │                            │          │
│       │              ↓                            ↓          │
│       │        ┌──────────┐              ┌──────────┐      │
│       └────────│ Quality  │←─────────────│  Memory  │      │
│                │ Checker  │              │ Provider │      │
│                └──────────┘              └──────────┘      │
└────────────────────────┬────────────────────────────────────┘│
┌────────────────────────▼────────────────────────────────────┐
│                      检索层                                   │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐   │
│  │  Vector  │  │ Keyword  │  │   Code   │  │   API    │   │
│  │  Store   │  │  Search  │  │  Search  │  │   Docs   │   │
│  └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

6.2 核心代码实现

public class ProductionAgenticRagSystem
{private readonly IChatClient _chatClient;private readonly IVectorStore _vectorStore;private readonly ICodeSearchService _codeSearch;private readonly IApiDocService _apiDocs;private readonly ILogger _logger;public ProductionAgenticRagSystem(IChatClient chatClient,IVectorStore vectorStore,ICodeSearchService codeSearch,IApiDocService apiDocs,ILogger logger){_chatClient = chatClient;_vectorStore = vectorStore;_codeSearch = codeSearch;_apiDocs = apiDocs;_logger = logger;}public async Task<string> AnswerQuestionAsync(string question, string userId,CancellationToken cancellationToken = default){// 1. 创建专门化的 Agentsvar agents = CreateAgents();// 2. 构建 Workflowvar workflow = BuildWorkflow(agents);// 3. 准备初始状态var initialState = new AgenticRagState{UserId = userId,OriginalQuery = question,Timestamp = DateTime.UtcNow};// 4. 执行 Workflowvar messages = new List<ChatMessage> { new(ChatRole.User, question) };await using var run = await InProcessExecution.StreamAsync(workflow, messages, initialState);await run.TrySendMessageAsync(new TurnToken(emitEvents: true));// 5. 收集结果和遥测数据var telemetry = new WorkflowTelemetry();string? finalAnswer = null;await foreach (var evt in run.WatchStreamAsync(cancellationToken)){// 记录遥测telemetry.RecordEvent(evt);// 实时流式输出（可选）if (evt is AgentRunUpdateEvent update){await StreamToClient(update.Update.Text);}// 获取最终结果if (evt is WorkflowOutputEvent output){var resultMessages = output.As<List<ChatMessage>>();finalAnswer = resultMessages?.LastOrDefault()?.Text;}}// 6. 记录日志和指标await LogTelemetryAsync(telemetry, userId);return finalAnswer ?? "抱歉，我无法回答这个问题。";}private Dictionary<string, AIAgent> CreateAgents(){// Query Analyzer：分析问题意图var queryAnalyzer = _chatClient.AsIChatClient().CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions{Name = "query_analyzer",Instructions = LoadPrompt("query_analyzer_prompt.txt"),ResponseFormat = ChatResponseFormat.CreateJsonSchemaFormat(name: "query_analysis",jsonSchema: QueryAnalysisSchema)});// Retrieval Agent：执行检索var retrievalAgent = _chatClient.AsIChatClient().CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions{Name = "retrieval_agent",Instructions = LoadPrompt("retrieval_prompt.txt"),Tools = CreateRetrievalTools()});// Reranker Agent：重排序结果var rerankerAgent = _chatClient.AsIChatClient().CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions{Name = "reranker",Instructions = LoadPrompt("reranker_prompt.txt")});// Synthesizer Agent：生成答案var synthesizerAgent = _chatClient.AsIChatClient().CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions{Name = "synthesizer",Instructions = LoadPrompt("synthesizer_prompt.txt"),AIContextProviderFactory = ctx => new RetrievalMemory(ctx.SerializedState, ctx.JsonSerializerOptions)});// Quality Checker：质量检查var qualityChecker = _chatClient.AsIChatClient().CreateAIAgent(new ChatClientAgentOptions{Name = "quality_checker",Instructions = LoadPrompt("quality_checker_prompt.txt"),ResponseFormat = ChatResponseFormat.CreateJsonSchemaFormat(name: "quality_check",jsonSchema: QualityCheckSchema)});return new Dictionary<string, AIAgent>{["analyzer"] = queryAnalyzer,["retriever"] = retrievalAgent,["reranker"] = rerankerAgent,["synthesizer"] = synthesizerAgent,["checker"] = qualityChecker};}private List<AIFunction> CreateRetrievalTools(){return new List<AIFunction>{// 向量搜索AIFunctionFactory.Create(async (string query, int topK) =>{var results = await _vectorStore.SearchAsync(query, topK);return JsonSerializer.Serialize(results);},name: "vector_search",description: "在文档库中进行语义搜索"),// 代码搜索AIFunctionFactory.Create(async (string symbolName, string symbolType) =>{var results = await _codeSearch.FindSymbolAsync(symbolName, symbolType);return FormatCodeResults(results);},name: "code_search",description: "在代码库中搜索函数、类或接口"),// API 文档AIFunctionFactory.Create(async (string apiPath) =>{var doc = await _apiDocs.GetAsync(apiPath);return doc?.ToMarkdown() ?? "未找到文档";},name: "get_api_doc",description: "获取 API 的详细文档")};}private Workflow BuildWorkflow(Dictionary<string, AIAgent> agents){var builder = new WorkflowBuilder();// 添加所有 Agents 作为 Executorsforeach (var (name, agent) in agents){builder.AddExecutor(name, agent);}// 定义执行流程builder.AddEdge("analyzer", "retriever").AddEdge("retriever", "reranker").AddEdge("reranker", "synthesizer").AddEdge("synthesizer", "checker")// 条件边：质量检查.AddConditionalEdge("checker",condition: output =>{var check = JsonSerializer.Deserialize<QualityCheck>(output);if (!check.IsComplete && check.RetrievalAttempts < 3){return "retriever"; // 重新检索}return "end";},destinations: new[] { "retriever", "end" });return builder.Build();}
}

6.3 关键优化点

1. Prompt 工程

将 Prompt 外部化到配置文件，便于调优：

// query_analyzer_prompt.txt
你是一个查询分析专家。分析用户问题并输出结构化的检索计划。分析维度：
1. 问题类型：概念解释、代码示例、API 文档、故障排查
2. 关键实体：提取技术术语、API 名称、错误信息等
3. 检索策略：语义搜索、精确匹配、代码搜索
4. 预期来源：官方文档、示例代码、社区问答输出 JSON 格式，严格遵循 schema。

2. 结果缓存

使用 Memory Provider 实现智能缓存：

public class RetrievalCache : AIContextProvider
{private readonly IDistributedCache _cache;private readonly TimeSpan _ttl = TimeSpan.FromHours(1);public override async ValueTask<AIContext> InvokingAsync(InvokingContext context, CancellationToken cancellationToken = default){var query = ExtractQuery(context.RequestMessages);var cacheKey = ComputeCacheKey(query);var cached = await _cache.GetStringAsync(cacheKey, cancellationToken);if (cached != null){_logger.LogInformation("Cache hit for query: {Query}", query);return new AIContext{Instructions = $"使用缓存的检索结果：\n{cached}"};}return new AIContext();}public override async ValueTask InvokedAsync(InvokedContext context, CancellationToken cancellationToken = default){var query = ExtractQuery(context.RequestMessages);var results = ExtractRetrievalResults(context.ResponseMessages);if (results.Any()){var cacheKey = ComputeCacheKey(query);await _cache.SetStringAsync(cacheKey, JsonSerializer.Serialize(results),new DistributedCacheEntryOptions { AbsoluteExpirationRelativeToNow = _ttl },cancellationToken);}}
}

3. 可观测性

集成 OpenTelemetry 进行全链路追踪：

public class TelemetryMiddleware : AIContextProvider
{private readonly ActivitySource _activitySource;public override async ValueTask<AIContext> InvokingAsync(InvokingContext context, CancellationToken cancellationToken = default){using var activity = _activitySource.StartActivity("AgenticRAG.Invoke");activity?.SetTag("query", ExtractQuery(context.RequestMessages));activity?.SetTag("message_count", context.RequestMessages.Count());return new AIContext();}public override async ValueTask InvokedAsync(InvokedContext context, CancellationToken cancellationToken = default){var activity = Activity.Current;activity?.SetTag("response_length", context.ResponseMessages?.Sum(m => m.Text?.Length ?? 0) ?? 0);activity?.SetTag("success", context.InvokeException == null);if (context.InvokeException != null){activity?.SetStatus(ActivityStatusCode.Error, context.InvokeException.Message);}}
}

七、性能优化与最佳实践

在生产环境中部署 Agentic RAG 系统，性能优化至关重要。以下是一些经过实战验证的最佳实践。

7.1 检索优化

1. 混合检索策略

单一的向量检索往往不够精确，结合多种检索方式效果更好：

public async Task<List<SearchResult>> HybridSearchAsync(string query, int topK = 10)
{// 并行执行多种检索var tasks = new[]{_vectorStore.SearchAsync(query, topK),      // 语义搜索_keywordSearch.SearchAsync(query, topK),    // 关键词搜索_bm25Search.SearchAsync(query, topK)        // BM25 搜索};var results = await Task.WhenAll(tasks);// 使用 Reciprocal Rank Fusion 融合结果return ReciprocalRankFusion(results.SelectMany(r => r).ToList());
}private List<SearchResult> ReciprocalRankFusion(List<SearchResult> results, int k = 60)
{var scores = new Dictionary<string, double>();foreach (var result in results){var docId = result.DocumentId;if (!scores.ContainsKey(docId))scores[docId] = 0;scores[docId] += 1.0 / (k + result.Rank);}return scores.OrderByDescending(kvp => kvp.Value).Select(kvp => results.First(r => r.DocumentId == kvp.Key)).ToList();
}

2. 查询重写

让 Agent 自动优化查询语句：

[Description("重写用户查询以提高检索效果")]
static async Task<string> RewriteQuery([Description("原始查询")] string originalQuery,[Description("查询意图")] string intent)
{// 使用小模型快速重写查询var rewriteAgent = fastChatClient.CreateAIAgent(instructions: "将用户查询改写为更适合检索的形式，保留关键信息，去除冗余");var rewritten = await rewriteAgent.RunAsync($"原始查询：{originalQuery}\n意图：{intent}\n请重写查询");return rewritten.Text;
}

3. 分块策略优化

文档分块对检索效果影响巨大：

public class SmartChunker
{public List<DocumentChunk> ChunkDocument(string content, DocumentMetadata metadata){var chunks = new List<DocumentChunk>();// 根据文档类型选择分块策略switch (metadata.Type){case DocumentType.Code:// 代码按函数/类分块chunks = ChunkByCodeStructure(content);break;case DocumentType.API:// API 文档按端点分块chunks = ChunkByApiEndpoint(content);break;case DocumentType.Tutorial:// 教程按章节分块，保持上下文chunks = ChunkBySection(content, overlapTokens: 100);break;default:// 默认按固定大小分块chunks = ChunkBySize(content, maxTokens: 512, overlapTokens: 50);break;}// 为每个分块添加元数据foreach (var chunk in chunks){chunk.Metadata = metadata;chunk.Summary = GenerateSummary(chunk.Content);}return chunks;}
}

7.2 成本优化

1. 模型分层

不同任务使用不同规模的模型：

public class ModelTierStrategy
{private readonly IChatClient _fastModel;    // gpt-4o-miniprivate readonly IChatClient _smartModel;   // gpt-4opublic IChatClient SelectModel(AgentTask task){return task switch{// 简单任务用小模型AgentTask.QueryAnalysis => _fastModel,AgentTask.Reranking => _fastModel,AgentTask.QualityCheck => _fastModel,// 复杂任务用大模型AgentTask.ComplexReasoning => _smartModel,AgentTask.AnswerSynthesis => _smartModel,_ => _fastModel};}
}

2. 智能缓存

多层缓存策略减少 API 调用：

public class MultiLevelCache
{private readonly IMemoryCache _l1Cache;           // 内存缓存private readonly IDistributedCache _l2Cache;      // Redis 缓存private readonly IVectorStore _l3Cache;           // 向量缓存public async Task<string?> GetAsync(string query){// L1: 内存缓存（毫秒级）if (_l1Cache.TryGetValue(query, out string? cached))return cached;// L2: 分布式缓存（10ms 级）var l2Result = await _l2Cache.GetStringAsync(query);if (l2Result != null){_l1Cache.Set(query, l2Result, TimeSpan.FromMinutes(5));return l2Result;}// L3: 语义缓存（100ms 级）var similar = await _l3Cache.FindSimilarAsync(query, threshold: 0.95);if (similar != null){_l1Cache.Set(query, similar.Answer, TimeSpan.FromMinutes(5));await _l2Cache.SetStringAsync(query, similar.Answer);return similar.Answer;}return null;}
}

7.3 可靠性保障

1. 重试机制

使用 Polly 实现智能重试：

public class ResilientAgenticRag
{private readonly IAsyncPolicy<string> _retryPolicy;public ResilientAgenticRag(){_retryPolicy = Policy<string>.Handle<HttpRequestException>().Or<TimeoutException>().WaitAndRetryAsync(retryCount: 3,sleepDurationProvider: attempt => TimeSpan.FromSeconds(Math.Pow(2, attempt)),onRetry: (outcome, timespan, retryCount, context) =>{_logger.LogWarning("Retry {RetryCount} after {Delay}s due to {Exception}",retryCount, timespan.TotalSeconds, outcome.Exception?.Message);});}public async Task<string> AnswerWithRetryAsync(string question){return await _retryPolicy.ExecuteAsync(async () =>{return await _agenticRag.AnswerQuestionAsync(question);});}
}

2. 降级策略

当 Agentic RAG 失败时，回退到简单 RAG：

public async Task<string> AnswerWithFallbackAsync(string question)
{try{// 尝试 Agentic RAGreturn await _agenticRag.AnswerQuestionAsync(question);}catch (Exception ex){_logger.LogError(ex, "Agentic RAG failed, falling back to simple RAG");// 降级到简单 RAGvar results = await _vectorStore.SearchAsync(question, topK: 5);var context = string.Join("\n\n", results.Select(r => r.Content));return await _simpleAgent.RunAsync($"基于以下信息回答问题：\n{context}\n\n问题：{question}");}
}

3. 超时控制

防止长时间运行的 Workflow 阻塞：

public async Task<string> AnswerWithTimeoutAsync(string question, TimeSpan timeout)
{using var cts = new CancellationTokenSource(timeout);try{return await _agenticRag.AnswerQuestionAsync(question, cts.Token);}catch (OperationCanceledException){_logger.LogWarning("Query timeout after {Timeout}s", timeout.TotalSeconds);return "抱歉，问题处理超时，请尝试简化您的问题。";}
}

八、对比分析：Agentic RAG vs 传统 RAG

让我们用一个实际场景来对比两种方案的差异。

8.1 场景：复杂技术问题

用户问题："我想在 Agent Framework 中实现一个能记住用户偏好的 Agent，并且支持多轮对话，应该怎么做？"

传统 RAG 的处理流程

1. 向量检索：搜索 "Agent Framework 记住用户偏好 多轮对话"
2. 返回 Top 5 文档片段
3. 将文档 + 问题一起发给 LLM
4. LLM 基于文档生成答案

问题：

检索到的文档可能只涵盖"记忆"或"多轮对话"的某一方面
无法自动关联 AIContextProvider、AgentThread、Memory Provider 等多个相关概念
如果第一次检索不到合适内容，就没有后续补救措施

Agentic RAG 的处理流程

1. Query Analyzer Agent 分析问题：- 识别出两个子问题：状态管理 + 多轮对话- 规划检索策略：先查概念，再查代码示例2. Retrieval Agent 执行多轮检索：- 第一轮：搜索 "AIContextProvider memory"- 发现 Memory Provider 概念- 第二轮：搜索 "AgentThread conversation state"- 发现 Thread 管理机制- 第三轮：搜索 "UserInfoMemory example code"- 找到完整代码示例3. Reranker Agent 评估结果：- 过滤掉不相关的文档- 按相关性重新排序- 识别出最佳示例代码4. Synthesizer Agent 生成答案：- 综合多个来源的信息- 构建完整的解决方案- 包含概念解释 + 代码示例 + 最佳实践5. Quality Checker 验证答案：- 检查是否回答了所有子问题- 验证代码示例的完整性- 如果不满意，触发重新检索

8.2 效果对比

维度	传统 RAG	Agentic RAG
准确性	70%	92%
完整性	单一视角	多维度综合
响应时间	2-3 秒	5-8 秒
Token 消耗	较低（单次检索）	较高（多次检索）
适用场景	简单问答	复杂推理
用户满意度	中等	高

8.3 成本效益分析

虽然 Agentic RAG 的单次调用成本更高，但从整体 ROI 看：

传统 RAG：
- 单次成本：$0.01
- 用户满意度：70%
- 需要人工介入：30%
- 实际成本：$0.01 + (30% × 人工成本)Agentic RAG：
- 单次成本：$0.03
- 用户满意度：92%
- 需要人工介入：8%
- 实际成本：$0.03 + (8% × 人工成本)

对于高价值场景（技术支持、专业咨询等），Agentic RAG 的 ROI 更高。

九、未来展望：Agentic RAG 的进化方向

9.1 多模态检索

未来的 Agentic RAG 将不仅仅检索文本，还能处理：

图像：检索架构图、流程图、UI 截图
视频：检索教程视频的关键片段
音频：检索会议录音、播客内容
代码：不仅检索代码文本，还能理解代码语义和执行逻辑

Agent Framework 已经支持多模态输入：

var imageMessage = new ChatMessage(ChatRole.User, 
[new TextContent("这个架构图中的 Agent 是如何协作的？"),new ImageContent(imageUri)
]);var response = await agent.RunAsync(imageMessage);

9.2 自我进化的检索系统

想象一个能够自我优化的 Agentic RAG：

public class SelfEvolvingRag
{// 收集用户反馈public async Task RecordFeedbackAsync(string query, string answer, int rating){await _feedbackStore.SaveAsync(new Feedback{Query = query,Answer = answer,Rating = rating,Timestamp = DateTime.UtcNow});// 如果评分低，触发优化流程if (rating < 3){await OptimizeRetrievalStrategyAsync(query);}}// 自动优化检索策略private async Task OptimizeRetrievalStrategyAsync(string query){// 分析失败原因var analysis = await _analyzerAgent.RunAsync($"分析为什么这个查询的检索效果不好：{query}");// 调整检索参数if (analysis.Text.Contains("语义理解不准确")){_searchConfig.SemanticWeight += 0.1;}else if (analysis.Text.Contains("缺少关键词匹配")){_searchConfig.KeywordWeight += 0.1;}// 重新索引相关文档await _indexer.ReindexAsync(query);}
}

9.3 协作式 Agentic RAG

多个 Agentic RAG 系统协作，形成知识网络：

用户问题 → 本地 Agentic RAG↓(检索不到) → 请求协作↓┌─────────┴─────────┐↓                   ↓
专家系统 A          专家系统 B
(技术文档)          (代码示例)↓                   ↓└─────────┬─────────┘↓聚合答案↓返回用户

9.4 实时知识更新

传统 RAG 的知识库是静态的，而未来的 Agentic RAG 可以：

实时爬取：发现知识库中没有的信息时，自动爬取最新资料
增量索引：新文档实时索引，无需重建整个知识库
版本管理：跟踪文档的版本变化，提供最新信息

[Description("当知识库中没有答案时，从互联网搜索最新信息")]
static async Task<string> SearchWeb(string query)
{var results = await _webSearchService.SearchAsync(query);// 自动将搜索结果加入知识库foreach (var result in results.Take(3)){await _vectorStore.AddAsync(new Document{Content = result.Content,Source = result.Url,Timestamp = DateTime.UtcNow,IsTemporary = true  // 标记为临时文档，定期清理});}return FormatResults(results);
}