LangGraph ist ein Framework zum Erstellen zustandsorientierter LLM-Anwendungen und eignet sich daher gut für die Entwicklung von ReAct-Agents (Reasoning and Acting).
ReAct-Agents kombinieren die Logik von LLMs mit der Ausführung von Aktionen. Sie denken iterativ, verwenden Tools und reagieren auf Beobachtungen, um Nutzerziele zu erreichen, und passen ihren Ansatz dynamisch an. Dieses Muster wurde 2023 in „ReAct: Synergizing Reasoning and Acting in Language Models“ eingeführt und versucht, menschenähnliche, flexible Problemlösungen über starre Workflows hinweg zu spiegeln.
LangGraph bietet zwar einen vordefinierten ReAct-Agenten (create_react_agent
), aber seine Stärke liegt darin, dass Sie mehr Kontrolle und Anpassungsmöglichkeiten für Ihre ReAct-Implementierungen benötigen.
In LangGraph werden Agents als Graphen mit drei Hauptkomponenten modelliert:
State
: Gemeinsame Datenstruktur (in der RegelTypedDict
oderPydantic BaseModel
), die den aktuellen Snapshot der Anwendung darstellt.Nodes
: Hier wird die Logik Ihrer Agents codiert. Sie erhalten den aktuellen Status als Eingabe, führen eine Berechnung oder einen Nebeneffekt aus und geben einen aktualisierten Status zurück, z. B. LLM- oder Tool-Aufrufe.Edges
: Definiert den nächstenNode
, der auf Grundlage des aktuellenState
ausgeführt werden soll. Dies ermöglicht bedingte Logik und feste Übergänge.
Wenn Sie noch keinen API-Schlüssel haben, können Sie ihn kostenlos in Google AI Studio abrufen.
pip install langgraph langchain-google-genai geopy requests
Legen Sie Ihren API-Schlüssel in der Umgebungsvariable GEMINI_API_KEY
fest.
import os
# Read your API key from the environment variable or set it manually
api_key = os.getenv("GEMINI_API_KEY")
Sehen wir uns ein praktisches Beispiel an, um besser zu verstehen, wie Sie einen ReAct-Agenten mit LangGraph implementieren. Sie erstellen einen einfachen Agent, der ein Tool verwendet, um das aktuelle Wetter für einen bestimmten Ort zu ermitteln.
Für diesen Wetter-Agent muss State
den laufenden Unterhaltungsverlauf (als Liste von Nachrichten) und einen Zähler für die Anzahl der Schritte beibehalten, um die Statusverwaltung zu veranschaulichen.
LangGraph bietet mit add_messages
einen praktischen Helfer zum Aktualisieren von Nachrichtenlisten im Status. Sie fungiert als Reducer, d. h., sie verwendet die aktuelle Liste und neue Nachrichten und gibt dann eine kombinierte Liste zurück. Updates werden anhand der Nachrichten-ID verarbeitet. Bei neuen, eindeutigen Nachrichten wird standardmäßig das Verhalten „Nur anhängen“ verwendet.
from typing import Annotated,Sequence, TypedDict
from langchain_core.messages import BaseMessage
from langgraph.graph.message import add_messages # helper function to add messages to the state
class AgentState(TypedDict):
"""The state of the agent."""
messages: Annotated[Sequence[BaseMessage], add_messages]
number_of_steps: int
Als Nächstes definieren Sie Ihr Wettertool.
from langchain_core.tools import tool
from geopy.geocoders import Nominatim
from pydantic import BaseModel, Field
import requests
geolocator = Nominatim(user_agent="weather-app")
class SearchInput(BaseModel):
location:str = Field(description="The city and state, e.g., San Francisco")
date:str = Field(description="the forecasting date for when to get the weather format (yyyy-mm-dd)")
@tool("get_weather_forecast", args_schema=SearchInput, return_direct=True)
def get_weather_forecast(location: str, date: str):
"""Retrieves the weather using Open-Meteo API for a given location (city) and a date (yyyy-mm-dd). Returns a list dictionary with the time and temperature for each hour."""
location = geolocator.geocode(location)
if location:
try:
response = requests.get(f"https://api.open-meteo.com/v1/forecast?latitude={location.latitude}&longitude={location.longitude}&hourly=temperature_2m&start_date={date}&end_date={date}")
data = response.json()
return {time: temp for time, temp in zip(data["hourly"]["time"], data["hourly"]["temperature_2m"])}
except Exception as e:
return {"error": str(e)}
else:
return {"error": "Location not found"}
tools = [get_weather_forecast]
Als Nächstes initialisieren Sie Ihr Modell und binden die Tools an das Modell.
from datetime import datetime
from langchain_google_genai import ChatGoogleGenerativeAI
# Create LLM class
llm = ChatGoogleGenerativeAI(
model= "gemini-2.5-pro",
temperature=1.0,
max_retries=2,
google_api_key=api_key,
)
# Bind tools to the model
model = llm.bind_tools([get_weather_forecast])
# Test the model with tools
res=model.invoke(f"What is the weather in Berlin on {datetime.today()}?")
print(res)
Der letzte Schritt, bevor Sie den Agent ausführen können, besteht darin, die Knoten und Kanten zu definieren. In diesem Beispiel gibt es zwei Knoten und eine Kante.
– call_tool
-Knoten, der die Tool-Methode ausführt. LangGraph bietet dafür einen vorgefertigten Knoten namens ToolNode.
– call_model
-Knoten, der model_with_tools
verwendet, um das Modell aufzurufen.
– should_continue
-Kante, die entscheidet, ob das Tool oder das Modell aufgerufen wird.
Die Anzahl der Knoten und Kanten ist nicht festgelegt. Sie können Ihrem Diagramm beliebig viele Knoten und Kanten hinzufügen. Sie können beispielsweise einen Knoten zum Hinzufügen strukturierter Ausgaben oder einen Knoten zur Selbstüberprüfung/Reflexion hinzufügen, um die Modellausgabe zu prüfen, bevor Sie das Tool oder das Modell aufrufen.
from langchain_core.messages import ToolMessage
from langchain_core.runnables import RunnableConfig
tools_by_name = {tool.name: tool for tool in tools}
# Define our tool node
def call_tool(state: AgentState):
outputs = []
# Iterate over the tool calls in the last message
for tool_call in state["messages"][-1].tool_calls:
# Get the tool by name
tool_result = tools_by_name[tool_call["name"]].invoke(tool_call["args"])
outputs.append(
ToolMessage(
content=tool_result,
name=tool_call["name"],
tool_call_id=tool_call["id"],
)
)
return {"messages": outputs}
def call_model(
state: AgentState,
config: RunnableConfig,
):
# Invoke the model with the system prompt and the messages
response = model.invoke(state["messages"], config)
# We return a list, because this will get added to the existing messages state using the add_messages reducer
return {"messages": [response]}
# Define the conditional edge that determines whether to continue or not
def should_continue(state: AgentState):
messages = state["messages"]
# If the last message is not a tool call, then we finish
if not messages[-1].tool_calls:
return "end"
# default to continue
return "continue"
Jetzt haben Sie alle Komponenten, die Sie zum Erstellen Ihres Agent benötigen. Fügen wir sie nun zusammen.
from langgraph.graph import StateGraph, END
# Define a new graph with our state
workflow = StateGraph(AgentState)
# 1. Add our nodes
workflow.add_node("llm", call_model)
workflow.add_node("tools", call_tool)
# 2. Set the entrypoint as `agent`, this is the first node called
workflow.set_entry_point("llm")
# 3. Add a conditional edge after the `llm` node is called.
workflow.add_conditional_edges(
# Edge is used after the `llm` node is called.
"llm",
# The function that will determine which node is called next.
should_continue,
# Mapping for where to go next, keys are strings from the function return, and the values are other nodes.
# END is a special node marking that the graph is finish.
{
# If `tools`, then we call the tool node.
"continue": "tools",
# Otherwise we finish.
"end": END,
},
)
# 4. Add a normal edge after `tools` is called, `llm` node is called next.
workflow.add_edge("tools", "llm")
# Now we can compile and visualize our graph
graph = workflow.compile()
Mit der Methode draw_mermaid_png
können Sie den Graphen visualisieren.
from IPython.display import Image, display
display(Image(graph.get_graph().draw_mermaid_png()))
Führen wir den Agent jetzt aus.
from datetime import datetime
# Create our initial message dictionary
inputs = {"messages": [("user", f"What is the weather in Berlin on {datetime.today()}?")]}
# call our graph with streaming to see the steps
for state in graph.stream(inputs, stream_mode="values"):
last_message = state["messages"][-1]
last_message.pretty_print()
Sie können die Unterhaltung jetzt fortsetzen und beispielsweise nach dem Wetter in einer anderen Stadt fragen oder die beiden Städte vergleichen lassen.
state["messages"].append(("user", "Would it be in Munich warmer?"))
for state in graph.stream(state, stream_mode="values"):
last_message = state["messages"][-1]
last_message.pretty_print()