news 2026/11/3 14:03:18

Google开源AX:用Kubernetes方式编排AI Agent

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张小明

前端开发工程师

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Google开源AX:用Kubernetes方式编排AI Agent

如果你的团队还在用几十个 Agent 脚本硬凑流程,看到 AX 这个项目应该会眼前一亮。简单说,AX 是 Google 开源的 Agent 编排平台,设计目标是把 Kubernetes 那套成熟做法搬到 AI Agent 世界:用声明式 YAML 描述 Agent、任务和流程,系统负责调度、扩缩容、容错,最终支撑十亿级 Agent 任务的稳定运行。这篇文章我会从设计思路、核心 API、上手实操到生产架构,带你把 AX 过一遍,适合正在做 Agent 应用、想摆脱一段段 Python 胶水代码的同学参考。

1. 一眼看懂 AX:Google 的「Kubernetes for Agents」

1.1 为什么 Agent 需要编排

很多人最开始接触 Agent,是写一个 Python 脚本,调一次模型 API,把 prompt 拼一拼,然后 while 循环里反复调用。单个 Agent 确实不需要复杂架构。可一旦进入真实业务,事情就失控了:需求分析要调用搜索工具、撰写要调用知识库、翻译要调用另一个模型、发布还要通知外部系统。这些 Agent 之间有依赖、有并行、有重试,还要共享上下文。用 Python 脚本把这些粘在一起,第一版能跑,第二版开始出现超时,第三版就要靠人肉盯着日志。

这跟容器时代的前夜很像。大家都在写启动脚本,但没有人能回答“这 100 个任务现在跑到哪一步、谁失败了、怎么恢复”。Kubernetes 解决容器编排问题的思路被证明有效:声明式配置、控制器调谐、标签选择器、副本管理。AX 把这些抽象照搬过来,给 Agent 世界提供同一套答案。

1.2 AX 到底是什么

AX 不是一个 Agent 开发框架。它不帮你写 prompt,也不替你做模型选型。它管的是 Agent 的全生命周期:定义、调度、扩缩容、滚动更新、失败重试、状态存储、观测。也就是说,你写好了 Agent 逻辑,然后把“跑几个副本、什么时候跑、怎么串联、失败怎么办”交给 AX。

从架构上看,AX 分控制面和数据面。控制面负责解析 YAML、调度任务、管理状态;数据面由一个个 AgentNode 组成,真正执行模型调用和工具调用。你的 Agent 可以跑在容器里,也可以跑在沙箱里,甚至可以跑在远端函数计算平台上。对上层使用的人来说,核心接触的还是那套 YAML 资源对象。

这种设计的直接收益是:当任务规模从几十个涨到几万个,你不需要重写编排逻辑,只需要加节点、调副本、看队列。标题里说的“十亿级”,指的是 AX 控制面设计上对任务数和调度吞吐的扩展目标,当然这个数量级跟集群资源、模型 API 配额都强相关,不是装上就自动能跑十亿。

2. 声明式 YAML 背后的设计哲学

2.1 为什么是 YAML,而不是直接写代码

我在最开始试 AX 时也犹豫过:我已经会写 Python,为什么还要用 YAML 描述任务?后来想明白一个关键区别:命令式代码描述的是“怎么做”,声明式配置描述的是“最终要什么”。YAML 虽然表达能力弱,但它有几个巨大优势。

第一,可版本化。Agent 的定义、Workflow 的定义可以进 Git,每次改动都有 diff,可以 review。这比在一堆脚本里 find 一个函数调用关系要舒服太多。第二,可审计。谁改了什么、什么时候改的,一目了然。第三,可复用。同一个 Agent 定义可以同时被多个 Workflow 引用,改一处,所有引用方生效。

这件事的本质和 Kubernetes 选择 YAML 是一样的:不是 YAML 多强大,而是“配置即代码”的工程纪律太重要。

2.2 一份 YAML 怎么描述一个 Agent

先说结构,AX 的资源对象延续了 Kubernetes 的惯例如下:

apiVersion: ax.dev/v1 kind: Agent metadata: name: content-writer namespace: default spec: model: provider: openai name: gpt-4o temperature: 0.7 prompt: system: "你是一名科技博主,负责撰写技术评测文章。" userTemplate: "请根据以下主题撰写文章:{{ .Topic }}" tools: - name: web-search params: maxResults: 5 resources: requests: cpu: "1" memory: 2Gi limits: cpu: "2" memory: 4Gi maxRetries: 3 timeout: 300s

每个字段都有意义。prompt.userTemplate支持 Go template 语法,运行时会把 Workflow 上游传入的参数填进去。tools声明这个 Agent 可以调用哪些工具,AX 会自动注入对应的工具协议。resources不是给模型用的显存,而是给执行沙箱用的 CPU 和内存,这点很多人会搞混。

2.3 资源和 Kubernetes 对象的对应关系

如果你熟悉 Kubernetes,学 AX 会非常快。核心概念几乎一一对应。我把常见的映射关系整理成一张表:

AX 资源Kubernetes 近似对象作用
AgentPod一次可执行的 Agent 实例
AgentSetReplicaSet管理一组相同配置的 Agent 副本
AgentDeploymentDeployment描述 Agent 的期望状态并支持滚动更新
WorkflowJob / CronJob定义多 Agent 的编排流程
AgentServiceService提供稳定的访问入口,比如模型路由
MemoryPersistentVolumeClaim保存 Agent 的长期记忆与上下文
EventEvent记录控制面与调度过程事件

这种映射不是 AX 故意模仿,而是因为“调度一组有状态、可替换的工作单元”这件事,Kubernetes 已经趟出了最佳实践。直接复用这套心智模型,学习成本最低。

3. 核心 API 与资源类型详解

3.1 Agent:最小执行单元

Agent 是 AX 中最基本的资源,但它不是单体服务,而是“一次模型调用的完整执行环境”。每个 Agent 实例在执行时,会创建独立的沙箱,加载模型配置、Prompt 模板、工具列表,然后跑完一个任务后退出。

这里容易踩一个坑:Agent 不是常驻进程,它是按需执行的。你和传统微服务不一样,不需要main函数一直监听着。AX 里的Agent对象更像一个“任务模板”,真正执行时调度器会创建出实例。所以不要把服务发现、健康检查那套思路直接套进来,Agent 的健康检查只关心“这一次执行是否成功完成”。

常用查看命令和 Kubernetes 类似:

ax get agents ax describe agent content-writer ax logs agent content-writer

3.2 AgentSet:副本管理和扩展

很多业务场景要求同一个 Agent 被并发调用,比如 100 个用户同时触发文章生成。如果每个用户都手动去创建一个 Agent,控制面会被事件风暴打垮。AgentSet 就是为解决并发而生的。

apiVersion: ax.dev/v1 kind: AgentSet metadata: name: content-writer-set spec: replicas: 5 selector: matchLabels: app: content-writer template: metadata: labels: app: content-writer spec: agentRef: content-writer

这个 YAML 表示维持 5 个并发执行槽位。执行完的实例会退出,调度器会拉起新的,直到任务队列清空。你也可以配置自动扩缩容,比如 CPU 超过 70% 时加副本,这和 HPA 的思路是一样的。

3.3 Workflow:多步编排与 DAG

单个 Agent 能做的事终究有限,真实业务大多需要多个 Agent 协作。Workflow 把多个 Agent 串成有向无环图,支持串行、并行、条件分支。

下面是一个简单的两阶段工作流:

apiVersion: ax.dev/v1 kind: Workflow metadata: name: blog-pipeline spec: entrypoint: write-and-review steps: - id: write agentRef: content-writer params: Topic: "Kubernetes for Agents" onSuccess: review - id: review agentRef: content-reviewer params: Draft: ${{ steps.write.output }} onSuccess: publish

${{ steps.write.output }}是 AX 的变量引用语法,会把上一个 Agent 的最终输出作为参数传给下一个。这个机制让多 Agent 协作变得很清晰:每个 Agent 只需关心输入输出的契约,不需要知道对方代码怎么写的。下游 Agent 失败时,AX 会按maxRetries自动重试,也可以配置onFailure跳转到兜底处理步骤。

3.4 Memory 与 Recall:给 Agent 装上记忆

这是 AX 和 Kubernetes 差异最大的地方。Kubernetes 里 Pod 是尽量无状态的,但 Agent 很多时候必须有记忆。一个长期客户支持 Agent 如果每次对话都从零开始,体验会非常差。

AX 提供了Memory资源来保存 Agent 的长期状态:

apiVersion: ax.dev/v1 kind: Memory metadata: name: customer-memory spec: agentRef: customer-support storage: driver: vector-store config: indexName: customer-context ttl: 720h

Recall则负责在任务执行前检索相关记忆片段,并注入 Prompt。这两个资源配合,相当于给 Agent 一个外置的记忆库。实际使用时,你需要先确认存储驱动是否配置正确,否则会出现“执行完了,但记忆文件目录是空的”这种看起来很诡异的状况,后面第 5 节我会专门说这个问题。

3.5 可观测性:Event、Log 与 Metrics

Agent 跑没跑成功,不能靠猜。AX 把每个调度动作都记录为 Event,比如“调度成功”“副本拉起”“模型调用超时”。日志和指标也是标准接口,可以接入 Prometheus 和 Grafana。

常用的排查三板斧:

ax get events --namespace default ax logs -f agent content-writer ax metrics agent content-writer

如果你之前用过 Kubernetes,这套操作基本不需要重新学。这也是 AX 口碑不错的原因:它把整个生态的经验完整搬过来了。

4. 第一次上手:从安装到跑通第一个 YAML

4.1 环境准备与 CLI 安装

AX 控制面可以跑在本地,也可以部署到 Kubernetes。本地试用最简单,前提是装好 Python 3.10+ 和 Docker。然后安装命令行工具:

pip install ax-cli ax version

第一次运行ax init时,CLI 会做 preflight 检查。它会输出类似这样的一段日志:

[init] using ax version: v0.4.2 [preflight] running pre-flight checks [preflight] docker daemon: OK [preflight] python version: 3.11.9: OK [preflight] network access: OK [preflight] storage driver: OK

看到所有项都是 OK,就说明本地环境准备好了。接着启动控制面:

ax serve

控制面默认监听 8080 端口,日志会滚动输出调度记录。此时就已经有一个单机版的 AX 环境可以用了。

4.2 部署第一个 Hello Agent

新建一个hello-agent.yaml:

apiVersion: ax.dev/v1 kind: Agent metadata: name: hello-agent spec: model: provider: openai name: gpt-4o-mini prompt: system: "你是一个乐于助人的小助手。" userTemplate: "请用一句话介绍你自己。"

然后执行:

ax apply -f hello-agent.yaml ax run agent hello-agent ax logs agent hello-agent

ax run会创建一个执行实例,模型调用成功后,日志里会出现 Agent 的输出。如果返回agent execution terminated due to error,大概率是模型 API Key 没配置或网络不通。检查环境变量AX_MODEL_API_KEY即可。

4.3 跑通一个“写文章-翻译-发布”的 Workflow

现在的目标是用三个 Agent 完成一个简单流程:中文写作、翻译成英文、发布到内部系统。先定义三个 Agent,再串成 Workflow。

writer.yaml接收 Topic 并产出中文文章;translator.yaml接收中文并翻译;publisher.yaml接收英文并调用 webhook。核心是 Workflow 文件:

apiVersion: ax.dev/v1 kind: Workflow metadata: name: content-publish spec: entrypoint: writer steps: - id: writer agentRef: writer params: Topic: "AX 声明式编排实践" onSuccess: translator - id: translator agentRef: translator params: SourceText: ${{ steps.writer.output }} onSuccess: publisher - id: publisher agentRef: publisher params: Content: ${{ steps.translator.output }}

执行:

ax apply -f writer.yaml ax apply -f translator.yaml ax apply -f publisher.yaml ax apply -f content-publish.yaml ax run workflow content-publish --watch

--watch会实时刷新每个步骤的状态。你可以看到 writer 先变 Running,成功后 translator 变成 Pending,再变成 Running。如果某一步失败,AX 会重试三次,然后整个 Workflow 标记为 Failed。这一步是整个上手过程中最有感觉的瞬间:多 Agent 协作真的像编排多个容器一样清晰。

4.4 弹性扩缩容与滚动更新

当你的 Agent 开始被业务方调用,并发上来了,就需要调整副本数。最简单的方式是改 AgentSet:

ax scale agentset content-writer-set --replicas=20 ax get agentset content-writer-set

如果要更新 Agent 的模型版本或 Prompt,不需要删除重建,直接改 YAML 再 apply:

ax apply -f content-writer.yaml ax rollout status agentset content-writer-set

AX 会像 Deployment 一样做滚动更新,先起新副本,等新副本健康后再摘掉老副本,避免业务中断。我在本地试过把模型从gpt-4o-mini切到gpt-4o,整个过程中请求没有明显中断。

5. 踩坑记录:Agent 跑不起来,先查这几个地方

5.1 高频错误速查表

我把这段时间经常遇到的问题整理成了表格,方便你直接对着查:

现象可能原因排查方法
CrashLoopBackOffPrompt 模板渲染失败ax describe agent看最后一条 Event
日志显示model not found模型名称写错或 Provider 配置不对检查spec.model字段
agent execution terminated due to error模型 API 返回异常或工具执行失败ax logs看具体 error,通常是 API Key
YAML 创建后invalid缩进错误或必填字段缺失用ax yaml lint检查格式
Workflow 一直 Pending上游 Agent 没有成功查看上游步骤的日志和输出
沙箱 OOMKilledresources.limits.memory设置过低增加内存限制
执行完后缓存目录为空持久化存储未正确挂载检查 Memory 资源状态

这里多说一句 YAML 格式问题。很多人问我“YOLOv10 的 yaml 怎么创建”“RStudio 的 yaml 在哪”,其实 YAML 就是纯文本文件,后缀名.yaml或.yml,用什么编辑器都能写。常见问题不是创建不了,而是缩进不一致、Tab 和空格混用。AX 提供了校验命令,提交前先跑一遍:

ax yaml lint -f your-agent.yaml

5.2 日志与事件排查

当 Agent 状态异常,第一步永远是看 Event,而不是看代码。ax get events会列出调度器视角发生的事情。比如:

Normal Scheduled agent/hello-agent Successfully assigned task to node-1 Warning FailedMount agent/hello-agent Unable to attach memory volume

第二条 Warning 说明记忆卷挂载失败,这就解释了为什么“执行完文件夹里是空的”。如果看到第一条 Normal 后没有后续,说明 Agent 被调度了,但模型调用没开始,问题往往出在模型 API 配置上。

ax logs看的是 Agent 内部 stdout,适合定位 Prompt 渲染结果和工具调用过程。我的习惯是先ax get events缩小范围,再ax logs看具体报错。

5.3 关于“空文件夹”和持久化存储的坑

这个坑特别值得单独拎出来说。AX 在本地安装时,默认存储驱动是local,会把 Memory 数据写到~/.ax/storage/下面。如果你执行完一个带 Memory 的 Agent,发现这个目录里什么文件都没有,先别怀疑程序 bug,大概率是 Agent 的 YAML 里根本没声明 Memory 资源。

AX 不会像数据库一样自动给每个 Agent 建持久化目录。没有声明Memory,执行环境就是临时沙箱,跑完即焚,所有输出都回收。很多人在网上问“执行完 ax nf zz 文件夹内是空的”,基本都属于这种情况。解决方法是先确认 YAML 里有没有 Memory 定义,再检查存储驱动是否指向正确。生产环境更建议把存储驱动切到对象存储或数据库,本地盘在节点重启后数据会丢。

5.4 沙箱执行超时与资源限制

Agent 跑大任务时,最常见的是 300 秒超时和内存不足。单个 Agent 如果要做完整的行业研究报告,可能需要调用搜索工具十几次,每次调用 30 秒,一轮下来很容易超时。这时可以调大spec.timeout:

spec: timeout: 900s maxRetries: 2

资源限制同理。默认的memory: 2Gi对复杂推理场景往往不够,需要改成:

spec: resources: requests: cpu: "2" memory: 8Gi limits: cpu: "4" memory: 16Gi

超时和资源限制看起来像运维细节,但在 Agent 场景中直接影响任务成功率。如果模型推理消耗大,还是按需放大一些比较好。不过也要设上限,防止单个失控 Agent 打满整个节点。

6. 面向生产:十亿级任务背后的架构思路

6.1 控制面与数据面分离

本地单机跑通只是第一步。真要支撑大规模 Agent 任务,AX 的架构是控制面和数据面彻底分离的。控制面只负责解析 YAML、维护期望状态、生成调度决策;数据面的 AgentNode 负责跑沙箱、调模型。

控制面拆成多个组件,分别承担 API Server、调度器、队列管理、状态存储。调度器把 Agent 实例分配到合适的节点时,会考虑节点剩余资源、模型 API 距离、数据亲和性。因为控制面和数据面不耦合,所以可以一个控制面管成千上万台执行节点,这也是 AX 敢于提“十亿级任务”的底气。

6.2 任务队列与背压控制

十亿级任务的瓶颈往往不在调度,而在下游模型 API。如果同时有 10 万个 Agent 触发模型调用,OpenAI 或任何一家模型供应商都会直接限流。AX 内部实现了带优先级的任务队列,并提供背压控制。

当模型 API 返回限流错误时,AX 不会盲目重试,而是把任务重新放回队列,按指数退避等待。你可以配置全局并发上限:

apiVersion: ax.dev/v1 kind: AgentSet metadata: name: api-bound-limit spec: replicas: 100 template: spec: agentRef: inference-agent concurrencyPolicy: maxInFlight: 10

这个配置的意思是,这个 AgentSet 同一时间最多只有 10 个实例在真正调用模型 API。剩下的副本维持在 Pending 状态,队列自动排队。没有这种机制,任何高并发 Agent 系统都会被打爆。

6.3 多集群、多租户扩展

大型组织里通常有多个执行环境,开发、测试、生产要隔离。AX 用Namespace做租户隔离,用ResourceQuota限制单个租户的 Agent 数量总和。比如给某个业务团队分配:

apiVersion: ax.dev/v1 kind: ResourceQuota metadata: name: team-a-quota spec: hard: agents: "1000" agentSets: "50" workflows: "100"

多集群场景下,可以部署多个 AX 控制面,再用上层联邦入口做统一路由。不过说实话,大部分团队先用单控制面加多个 AgentNode 就够了,等真到跨地域容灾再去研究联邦也不迟。

6.4 Agent 安全与权限隔离

Agent 的危险系数比普通函数高得多。一个拥有搜索、发邮件、删除数据库权限的 Agent,一旦被恶意 Prompt 注入,后果是灾难性的。AX 的安全模型比 Kubernetes 多了一层“工具权限管控”。

Agent 声明可用的工具后,AX 会在执行前检查这个 Agent 的身份凭证对目标工具是否有权限。没有授权,调用直接失败。审计日志会记录每个 Agent 的工具调用请求、参数和结果。

我建议在生产环境把工具权限收敛到最小集。比如写文章 Agent 只需要搜索和读文档,就不要给它发邮件工具。沙箱隔离也建议开启,模型输出内容作为命令执行时,先经过去代码执行沙箱,可以挡住一批注入攻击。这个领域的前沿方向是“Agent 安全框架”,比如给 LLM 记忆加上主动防御,AX 也预留了安全策略的扩展点。

这个项目后续我会怎么用

我目前最感兴趣的还是把 AX 和内部已有的模型网关打通。之前团队跑一批数据分析 Agent,每天靠定时脚本干活,日志分散在各台机器上,失败原因全靠猜。把任务描述成 YAML 之后,调度、重试、监控都统一了,整个人都轻松不少。

如果你也准备在生产环境引入 Agent 编排,我的建议是不要一上来就追求大而全。先选一个高频且容错要求高的流程,用 Workflow 串起来,再加上 Memory 和监控,跑通一个闭环再说。等你们习惯了声明式管理 Agent 之后,会很难再回到那堆难以维护的胶水脚本里去。

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