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本指南解释使用子图的机制。子图是用作另一个图中 节点 子图适用于:
  • 构建 多智能体系统
  • 在多个图中重用一组节点
  • 分配开发工作:当你希望不同团队独立处理图的不同部分时,你可以将每个部分定义为子图,只要遵守子图接口(输入和输出模式),父图就可以在不了解子图任何细节的情况下构建

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pip install -U langgraph
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定义子图通信

添加子图时,你需要定义父图和子图之间如何通信:
模式何时使用状态模式
在节点内调用子图父图和子图具有不同的状态模式(没有共享键),或者你需要在它们之间转换状态你编写一个包装函数,将父图状态映射到子图输入,并将子图输出映射回父图状态
将子图添加为节点父图和子图共享状态键——子图从与父图相同的通道读取和写入你将编译后的子图直接传递给 add_node——不需要包装函数

在节点内调用子图

当父图和子图具有不同的状态模式(没有共享键)时,在节点函数中调用子图。这在你想为 多智能体 系统中的每个代理保留私有消息历史时很常见。 节点函数在调用子图之前将父图状态转换为子图状态,并在返回之前将结果转换回父图状态。
from typing_extensions import TypedDict
from langgraph.graph.state import StateGraph, START

class SubgraphState(TypedDict):
    bar: str

# 子图

def subgraph_node_1(state: SubgraphState):
    return {"bar": "hi! " + state["bar"]}

subgraph_builder = StateGraph(SubgraphState)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_1)
subgraph_builder.add_edge(START, "subgraph_node_1")
subgraph = subgraph_builder.compile()

# 父图

class State(TypedDict):
    foo: str

def call_subgraph(state: State):
    # 将状态转换为子图状态
    subgraph_output = subgraph.invoke({"bar": state["foo"]})
    # 将响应转换回父图状态
    return {"foo": subgraph_output["bar"]}

builder = StateGraph(State)
builder.add_node("node_1", call_subgraph)
builder.add_edge(START, "node_1")
graph = builder.compile()
from typing_extensions import TypedDict
from langgraph.graph.state import StateGraph, START

# 定义子图
class SubgraphState(TypedDict):
    # 注意这些键都没有与父图状态共享
    bar: str
    baz: str

def subgraph_node_1(state: SubgraphState):
    return {"baz": "baz"}

def subgraph_node_2(state: SubgraphState):
    return {"bar": state["bar"] + state["baz"]}

subgraph_builder = StateGraph(SubgraphState)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_1)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_2)
subgraph_builder.add_edge(START, "subgraph_node_1")
subgraph_builder.add_edge("subgraph_node_1", "subgraph_node_2")
subgraph = subgraph_builder.compile()

# 定义父图
class ParentState(TypedDict):
    foo: str

def node_1(state: ParentState):
    return {"foo": "hi! " + state["foo"]}

def node_2(state: ParentState):
    # 将状态转换为子图状态
    response = subgraph.invoke({"bar": state["foo"]})
    # 将响应转换回父图状态
    return {"foo": response["bar"]}


builder = StateGraph(ParentState)
builder.add_node("node_1", node_1)
builder.add_node("node_2", node_2)
builder.add_edge(START, "node_1")
builder.add_edge("node_1", "node_2")
graph = builder.compile()

for chunk in graph.stream({"foo": "foo"}, subgraphs=True, version="v2"):
    if chunk["type"] == "updates":
        print(chunk["ns"], chunk["data"])
() {'node_1': {'foo': 'hi! foo'}}
('node_2:577b710b-64ae-31fb-9455-6a4d4cc2b0b9',) {'subgraph_node_1': {'baz': 'baz'}}
('node_2:577b710b-64ae-31fb-9455-6a4d4cc2b0b9',) {'subgraph_node_2': {'bar': 'hi! foobaz'}}
() {'node_2': {'foo': 'hi! foobaz'}}
这是一个包含两层子图的示例:父图 -> 子图 -> 孙图。
# 孙图
from typing_extensions import TypedDict
from langgraph.graph.state import StateGraph, START, END

class GrandChildState(TypedDict):
    my_grandchild_key: str

def grandchild_1(state: GrandChildState) -> GrandChildState:
    # 注意:这里无法访问子图或父图键
    return {"my_grandchild_key": state["my_grandchild_key"] + ", how are you"}


grandchild = StateGraph(GrandChildState)
grandchild.add_node("grandchild_1", grandchild_1)

grandchild.add_edge(START, "grandchild_1")
grandchild.add_edge("grandchild_1", END)

grandchild_graph = grandchild.compile()

# 子图
class ChildState(TypedDict):
    my_child_key: str

def call_grandchild_graph(state: ChildState) -> ChildState:
    # 注意:这里无法访问父图或孙图键
    grandchild_graph_input = {"my_grandchild_key": state["my_child_key"]}
    grandchild_graph_output = grandchild_graph.invoke(grandchild_graph_input)
    return {"my_child_key": grandchild_graph_output["my_grandchild_key"] + " today?"}

child = StateGraph(ChildState)
# 我们在这里传递一个函数,而不仅仅是编译后的图 (`grandchild_graph`)
child.add_node("child_1", call_grandchild_graph)
child.add_edge(START, "child_1")
child.add_edge("child_1", END)
child_graph = child.compile()

# 父图
class ParentState(TypedDict):
    my_key: str

def parent_1(state: ParentState) -> ParentState:
    # 注意:这里无法访问子图或孙图键
    return {"my_key": "hi " + state["my_key"]}

def parent_2(state: ParentState) -> ParentState:
    return {"my_key": state["my_key"] + " bye!"}

def call_child_graph(state: ParentState) -> ParentState:
    child_graph_input = {"my_child_key": state["my_key"]}
    child_graph_output = child_graph.invoke(child_graph_input)
    return {"my_key": child_graph_output["my_child_key"]}

parent = StateGraph(ParentState)
parent.add_node("parent_1", parent_1)
# 我们在这里传递一个函数,而不仅仅是编译后的图 (`child_graph`)
parent.add_node("child", call_child_graph)
parent.add_node("parent_2", parent_2)

parent.add_edge(START, "parent_1")
parent.add_edge("parent_1", "child")
parent.add_edge("child", "parent_2")
parent.add_edge("parent_2", END)

parent_graph = parent.compile()

for chunk in parent_graph.stream({"my_key": "Bob"}, subgraphs=True, version="v2"):
    if chunk["type"] == "updates":
        print(chunk["ns"], chunk["data"])
() {'parent_1': {'my_key': 'hi Bob'}}
('child:2e26e9ce-602f-862c-aa66-1ea5a4655e3b', 'child_1:781bb3b1-3971-84ce-810b-acf819a03f9c') {'grandchild_1': {'my_grandchild_key': 'hi Bob, how are you'}}
('child:2e26e9ce-602f-862c-aa66-1ea5a4655e3b',) {'child_1': {'my_child_key': 'hi Bob, how are you today?'}}
() {'child': {'my_key': 'hi Bob, how are you today?'}}
() {'parent_2': {'my_key': 'hi Bob, how are you today? bye!'}}

将子图添加为节点

当父图和子图共享状态键时,你可以直接将编译后的子图传递给 add_node。不需要包装函数——子图会自动从父图的状态通道读取和写入。例如,在 多智能体 系统中,代理通常通过共享的 messages 键进行通信。 SQL agent graph 如果你的子图与父图共享状态键,可以按照以下步骤将其添加到你的图中:
  1. 定义子图工作流(下面的示例中的 subgraph_builder)并编译它
  2. 在定义父图工作流时,将编译后的子图传递给 [add_node] 方法
from typing_extensions import TypedDict
from langgraph.graph.state import StateGraph, START

class State(TypedDict):
    foo: str

# 子图

def subgraph_node_1(state: State):
    return {"foo": "hi! " + state["foo"]}

subgraph_builder = StateGraph(State)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_1)
subgraph_builder.add_edge(START, "subgraph_node_1")
subgraph = subgraph_builder.compile()

# 父图

builder = StateGraph(State)
builder.add_node("node_1", subgraph)
builder.add_edge(START, "node_1")
graph = builder.compile()
from typing_extensions import TypedDict
from langgraph.graph.state import StateGraph, START

# 定义子图
class SubgraphState(TypedDict):
    foo: str  # 与父图状态共享
    bar: str  # 仅对 SubgraphState 私有

def subgraph_node_1(state: SubgraphState):
    return {"bar": "bar"}

def subgraph_node_2(state: SubgraphState):
    # 注意此节点正在使用仅在子图中可用的状态键 ('bar')
    # 并且正在更新共享状态键 ('foo')
    return {"foo": state["foo"] + state["bar"]}

subgraph_builder = StateGraph(SubgraphState)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_1)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_2)
subgraph_builder.add_edge(START, "subgraph_node_1")
subgraph_builder.add_edge("subgraph_node_1", "subgraph_node_2")
subgraph = subgraph_builder.compile()

# 定义父图
class ParentState(TypedDict):
    foo: str

def node_1(state: ParentState):
    return {"foo": "hi! " + state["foo"]}

builder = StateGraph(ParentState)
builder.add_node("node_1", node_1)
builder.add_node("node_2", subgraph)
builder.add_edge(START, "node_1")
builder.add_edge("node_1", "node_2")
graph = builder.compile()

for chunk in graph.stream({"foo": "foo"}, version="v2"):
    if chunk["type"] == "updates":
        print(chunk["data"])
{'node_1': {'foo': 'hi! foo'}}
{'node_2': {'foo': 'hi! foobar'}}

子图持久性

使用子图时,你需要决定其内部数据在调用之间如何处理。考虑一个委托给专家子代理的客户支持机器人:“billing expert” 子代理应该记住客户之前的问题,还是每次被调用时重新开始? .compile() 上的 checkpointer 参数控制子图持久性:
模式checkpointer=行为
每次调用None(默认)每次调用都重新开始,并继承父图的检查点器以支持单次调用内的 中断持久执行
每个线程True状态在同一线程的调用之间累积。每次调用从上一次结束的地方继续。
无状态False完全不进行检查点——像普通函数调用一样运行。不支持中断或持久执行。
每次调用是最适合大多数应用程序的选择,包括 多智能体 系统,其中子代理处理独立的请求。当子代理需要多轮对话记忆时(例如,在几次交互中建立上下文的助理),请使用每个线程。
父图必须使用检查点器编译,以便子图持久性功能(中断、状态检查、每个线程的记忆)正常工作。请参阅 持久性
下面的示例使用 LangChain 的 create_agent,这是构建代理的常用方式。create_agent 在底层生成一个 LangGraph 图,因此所有子图持久性概念都直接适用。如果你使用原始 LangGraph StateGraph 构建,则应用相同的模式和配置选项——有关详细信息,请参阅 图 API

有状态

有状态子图继承父图的检查点器,这启用了 中断持久执行 和状态检查。两种有状态模式的区别在于状态保留的时间长度。

每次调用(默认)

这是推荐的大多数应用程序的模式,包括 多智能体 系统,其中子代理作为工具被调用。它支持中断、持久执行 和并行调用,同时保持每次调用的隔离。
当每次对子图的调用都是独立的,且子代理不需要记住之前调用的任何内容时,使用每次调用持久性。这是最常见的模式,特别是对于 多智能体 系统,其中子代理处理一次性请求,如“查找此客户的订单”或“总结此文档”。 省略 checkpointer 或将其设置为 None。每次调用都重新开始,但在单次调用内,子图继承父图的检查点器,并可以使用 interrupt() 暂停和恢复。 以下示例使用两个子代理(水果专家、蔬菜专家)作为外部代理的工具进行包装:
from langchain.agents import create_agent
from langchain.tools import tool
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver
from langgraph.types import Command, interrupt

@tool
def fruit_info(fruit_name: str) -> str:
    """查找水果信息。"""
    return f"关于 {fruit_name} 的信息"

@tool
def veggie_info(veggie_name: str) -> str:
    """查找蔬菜信息。"""
    return f"关于 {veggie_name} 的信息"

# 子代理 - 没有设置 checkpointer(继承父级)
fruit_agent = create_agent(
    model="gpt-4.1-mini",
    tools=[fruit_info],
    prompt="你是一个水果专家。使用 fruit_info 工具。用一句话回答。",
)

veggie_agent = create_agent(
    model="gpt-4.1-mini",
    tools=[veggie_info],
    prompt="你是一个蔬菜专家。使用 veggie_info 工具。用一句话回答。",
)

# 将子代理包装为外部代理的工具
@tool
def ask_fruit_expert(question: str) -> str:
    """询问水果专家。用于所有水果问题。"""
    response = fruit_agent.invoke(
        {"messages": [{"role": "user", "content": question}]},
    )
    return response["messages"][-1].content

@tool
def ask_veggie_expert(question: str) -> str:
    """询问蔬菜专家。用于所有蔬菜问题。"""
    response = veggie_agent.invoke(
        {"messages": [{"role": "user", "content": question}]},
    )
    return response["messages"][-1].content

# 带有检查点器的外部代理
agent = create_agent(
    model="gpt-4.1-mini",
    tools=[ask_fruit_expert, ask_veggie_expert],
    prompt=(
        "你有两个专家:ask_fruit_expert 和 ask_veggie_expert。"
        "始终将问题委托给适当的专家。"
    ),
    checkpointer=MemorySaver(),
)
每次调用都可以使用 interrupt() 暂停和恢复。向工具函数添加 interrupt() 以在执行前要求用户批准:
@tool
def fruit_info(fruit_name: str) -> str:
    """查找水果信息。"""
    interrupt("继续?")
    return f"关于 {fruit_name} 的信息"
config = {"configurable": {"thread_id": "1"}}

# 调用 - 子代理的工具调用 interrupt()
response = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "告诉我关于苹果的事"}]},
    config=config,
)
# response 包含 __interrupt__

# 恢复 - 批准中断
response = agent.invoke(Command(resume=True), config=config)
# 子代理消息数:4

每个线程

当子代理需要记住之前的交互时,使用每个线程持久性。例如,在几次交互中建立上下文的研究助理,或跟踪已编辑文件的编码助理。子代理的对话历史和数据在同一线程的调用之间累积。每次调用从上一次结束的地方继续。 使用 checkpointer=True 编译以启用此行为。
每个线程的子图不支持并行工具调用。当 LLM 可以将每个线程的子代理作为工具访问时,它可能会尝试并行多次调用该工具(例如,同时询问水果专家关于苹果和香蕉的事)。这会导致检查点冲突,因为两个调用都写入同一个命名空间。下面的示例使用 LangChain 的 ToolCallLimitMiddleware 来防止这种情况。如果你使用纯 LangGraph StateGraph 构建,则需要自己防止并行工具调用——例如,通过配置模型禁用并行工具调用,或通过添加逻辑确保不会在并行中多次调用同一子图。
以下示例使用使用 checkpointer=True 编译的水果专家子代理:
from langchain.agents import create_agent
from langchain.agents.middleware import ToolCallLimitMiddleware
from langchain.tools import tool
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver
from langgraph.types import Command, interrupt

@tool
def fruit_info(fruit_name: str) -> str:
    """查找水果信息。"""
    return f"关于 {fruit_name} 的信息"

# 带有 checkpointer=True 的子代理,用于持久状态
fruit_agent = create_agent(
    model="gpt-4.1-mini",
    tools=[fruit_info],
    prompt="你是一个水果专家。使用 fruit_info 工具。用一句话回答。",
    checkpointer=True,
)

# 将子代理包装为外部代理的工具
@tool
def ask_fruit_expert(question: str) -> str:
    """询问水果专家。用于所有水果问题。"""
    response = fruit_agent.invoke(
        {"messages": [{"role": "user", "content": question}]},
    )
    return response["messages"][-1].content

# 带有检查点器的外部代理
# 使用 ToolCallLimitMiddleware 防止对每个线程的子代理进行并行调用,
# 否则会导致检查点冲突。
agent = create_agent(
    model="gpt-4.1-mini",
    tools=[ask_fruit_expert],
    prompt="你有一个水果专家。始终将水果问题委托给 ask_fruit_expert。",
    middleware=[
        ToolCallLimitMiddleware(tool_name="ask_fruit_expert", run_limit=1),
    ],
    checkpointer=MemorySaver(),
)
每个线程的子代理支持 interrupt(),就像每次调用一样。向工具函数添加 interrupt() 以要求用户批准:
@tool
def fruit_info(fruit_name: str) -> str:
    """查找水果信息。"""
    interrupt("继续?")
    return f"关于 {fruit_name} 的信息"
config = {"configurable": {"thread_id": "1"}}

# Invoke - the subagent's tool calls interrupt()
response = agent.invoke(
    {"messages": [{"role": "user", "content": "Tell me about apples"}]},
    config=config,
)
# response contains __interrupt__

# Resume - approve the interrupt
response = agent.invoke(Command(resume=True), config=config)
# Subagent message count: 4

无状态

当你想要像普通函数调用一样运行子代理,没有任何检查点开销时使用此选项。子图无法暂停/恢复,也不受益于 持久执行。使用 checkpointer=False 编译。
没有检查点,子图就没有持久执行。如果进程在运行中途崩溃,子图无法恢复,必须从头重新运行。
subgraph_builder = StateGraph(...)
subgraph = subgraph_builder.compile(checkpointer=False)

检查点器参考

使用 .compile() 上的 checkpointer 参数控制子图持久性:
subgraph = builder.compile(checkpointer=False)  # or True / None
功能每次调用(默认)每个线程无状态
checkpointer=NoneTrueFalse
中断 (HITL)
多轮记忆
多次调用(不同子图)
多次调用(相同子图)
状态检查
  • 中断 (HITL):子图可以使用 interrupt() 暂停执行并等待用户输入,然后从中断处恢复。
  • 多轮记忆:子图在同一个 线程 内的多次调用之间保留其状态。每次调用从上一次结束的地方继续,而不是重新开始。
  • 多次调用(不同子图):可以在单个节点内调用多个不同的子图实例,而不会发生检查点命名空间冲突。
  • 多次调用(相同子图):可以在单个节点内多次调用同一子图实例。使用有状态持久性时,这些调用写入相同的检查点命名空间并发生冲突——改用每次调用持久性。
  • 状态检查:子图的状态可通过 get_state(config, subgraphs=True) 获取,用于调试和监控。

查看子图状态

当你启用 持久性 时,你可以使用 subgraphs 选项检查子图状态。使用 无状态 检查点 (checkpointer=False),不会保存子图检查点,因此子图状态不可用。
查看子图状态需要 LangGraph 能够静态发现子图——即,它是 作为节点添加在节点内调用。当子图在 工具 函数或其他间接调用(例如 子代理 模式)内调用时不起作用。无论嵌套如何,中断仍传播到顶级图。
返回当前调用的子图状态。每次调用都重新开始。
from langgraph.graph import START, StateGraph
from langgraph.checkpoint.memory import MemorySaver
from langgraph.types import interrupt, Command
from typing_extensions import TypedDict

class State(TypedDict):
    foo: str

# 子图
def subgraph_node_1(state: State):
    value = interrupt("Provide value:")
    return {"foo": state["foo"] + value}

subgraph_builder = StateGraph(State)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_1)
subgraph_builder.add_edge(START, "subgraph_node_1")
subgraph = subgraph_builder.compile()  # inherits parent checkpointer

# 父图
builder = StateGraph(State)
builder.add_node("node_1", subgraph)
builder.add_edge(START, "node_1")

checkpointer = MemorySaver()
graph = builder.compile(checkpointer=checkpointer)

config = {"configurable": {"thread_id": "1"}}

graph.invoke({"foo": ""}, config)

# View subgraph state for the current invocation
subgraph_state = graph.get_state(config, subgraphs=True).tasks[0].state  

# Resume the subgraph
graph.invoke(Command(resume="bar"), config)

流式传输子图输出

要将子图的输出包含在流式输出中,你可以在父图的 stream 方法中设置 subgraphs 选项。这将流式传输来自父图和任何子图的输出。
使用 version="v2",子图事件使用相同的 StreamPart 格式。ns 字段标识源图:
for chunk in graph.stream(
    {"foo": "foo"},
    subgraphs=True,
    stream_mode="updates",
    version="v2",
):
    print(chunk["type"])  # "updates"
    print(chunk["ns"])    # () for root, ("node_2:<task_id>",) for subgraph
    print(chunk["data"])  # {"node_name": {"key": "value"}}
from typing_extensions import TypedDict
from langgraph.graph.state import StateGraph, START

# 定义子图
class SubgraphState(TypedDict):
    foo: str
    bar: str

def subgraph_node_1(state: SubgraphState):
    return {"bar": "bar"}

def subgraph_node_2(state: SubgraphState):
    # note that this node is using a state key ('bar') that is only available in the subgraph
    # and is sending update on the shared state key ('foo')
    return {"foo": state["foo"] + state["bar"]}

subgraph_builder = StateGraph(SubgraphState)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_1)
subgraph_builder.add_node(subgraph_node_2)
subgraph_builder.add_edge(START, "subgraph_node_1")
subgraph_builder.add_edge("subgraph_node_1", "subgraph_node_2")
subgraph = subgraph_builder.compile()

# 定义父图
class ParentState(TypedDict):
    foo: str

def node_1(state: ParentState):
    return {"foo": "hi! " + state["foo"]}

builder = StateGraph(ParentState)
builder.add_node("node_1", node_1)
builder.add_node("node_2", subgraph)
builder.add_edge(START, "node_1")
builder.add_edge("node_1", "node_2")
graph = builder.compile()

for chunk in graph.stream(
    {"foo": "foo"},
    stream_mode="updates",
    subgraphs=True,
    version="v2",
):
    if chunk["type"] == "updates":
        print(chunk["ns"], chunk["data"])
() {'node_1': {'foo': 'hi! foo'}}
('node_2:e58e5673-a661-ebb0-70d4-e298a7fc28b7',) {'subgraph_node_1': {'bar': 'bar'}}
('node_2:e58e5673-a661-ebb0-70d4-e298a7fc28b7',) {'subgraph_node_2': {'foo': 'hi! foobar'}}
() {'node_2': {'foo': 'hi! foobar'}}