SpringAI系列4: Tool Calling 工具调用

前言：在迩来发布的 Spring AI 1.0.0.M6 版本中，此中一个庞大变革是 Function Calling 被废弃，被 Tool Calling 取代。Tool Calling工具调用（也称为函数调用）是AI应用中的常见模式，允许模型通过一组API或工具举行交互，从而增强其本事

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1、Tool Calling 工具调用 简介

   Spring AI 中的工具调用使 AI 模型能够与外部工具和服务交互，从而增强其功能。Tool Calling 工具调用允许 AI 模型实行外部函数、访问外部服务、实行复杂操作和与现有系统集成
  

主要利用的场景：

• 信息检索（Information Retrieval）。
  此类工具可用于从外部资源（如数据库、Web服务、文件系统或者 WEB 搜刮引擎）检索信息。
  目的：增强模型的知识，使其能够答复其别的方式不能答复的问题。比方，工具用于检索给定的位置天气、检索最新的新闻文章或者查询数据库。
  
• 采取办法（Taking Action）
  此类工具可用于在软件系统中的实行操作（如发送电子邮件、在数据库中创建新纪录、提交表单或触发工作流），主动实行本来必要人工干预或者显式编程的任务。比方，与呆板人交互生成待办事项、主动填写网页表单、谈天呆板人预订机票、创建聚会会议安排等。
  

注意： 通常我们认为工具调用是模型功能，但实际上由客户端应用步伐提供工具调用逻辑，模型只能哀求工具调用并提供输入参数，模型本身不实行工具调用。

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2、为什么废弃 Function Calling？

• 更好的改进和扩展 Spring AI 中工具调用功能。
  
• 新的 API 从 functions 改为 tools 术语，与行业术语保持一致性。
  

除以上两点之外，在筹划上也做了一定的优化，主要体如今；

• 新的 API 在工具的定义和实现之间提供了更好的分离
  
• 工具定义可以在不同的实现中重复利用
  
• 在利用上，简化了构造器模式，更好的支持基于方法的工具，并改进了错误处理。
  

   两者在本质上概念上没有区别，都是为增强大模型的本事，在底层的实现原理上也是一致的，只是对外提供的概念稍微变动一下。官方发起尽快将 Function Calling 干系利用的 API 迁移到 Tool Calling API。Function Calling API 在后续的版本中会被移除。基本上是将原API 中的Function 更换为 Tool，再者就是为了方便方法的利用做了一些优化。
  

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3、Tool Calling 主要操作流程和源代码

（1）主要操作流程

   

• 定义工具 ：当必要向模型提供工具时，需在谈天哀求中包含其定义。每个工具定义包含名称、形貌及输入参数的模式（schema）。
  
• 模型发起调用 ：当模型决定调用工具时，会返回包含工具名称和符合预定义模式的输入参数的响应。
  
• 应用实行工具 ：应用步伐负责根据工具名称识别并实行对应工具，传入提供的输入参数。
  
• 处理结果 ：工具调用的结果由应用步伐处理。
  
• 返回结果至模型 ：应用步伐将工具调用结果返回给模型。
  
• 生成终极响应 ：模型结合工具调用结果作为上下文生成终极响应
  

  

（2）源码

1. ​
2. @Target({ ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE })
3. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
4. @Documented
5. public @interface Tool {
7.     /**
8.      * 指定工具的名称，如果不指定则默认使用方法名称。
9.      * 注意：方法名称的唯一性
10.      */
11.     String name() default "";
13.     /**
14.      * 工具的描述，模型可以使用它来了解何时以及如何调用工具，如果不指定则使用方法名。
15.      * 强烈建议：详细，清晰的描述工具的功能，这对于工具的使用至关重要，直接影响大模型的
16.      * 使用效果。
17.      */
18.     String description() default "";
20.     /**
21.      * 指定工具执行的结果是直接返回，还是要发给大模型，默认发送给大模型
22.      */
23.     boolean returnDirect() default false;
25.     /**
26.      * 指定工具执行结果转换器。Spring AI 内置一个默认转换为String，如果有特殊业务
27.      * 需求可自行实现。
28.      */
29.     Class<? extends ToolCallResultConverter> resultConverter() default DefaultToolCallResultConverter.class;
31. }
33. ​

复制代码

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4、Tool Calling 快速入门​

让我们通过一个示例了解怎样在Spring AI中利用工具调用。我们将实现两个简单工具：一个用于信息检索，另一个用于实行操作。信息检索工具用于获取用户时区的当前日期和时间，操作工具用于设置指定时间的闹钟。
（1）信息检索

   AI模型无法访问实时信息。任何涉及当前日期、天气预告等实时信息的问题，模型都无法直接答复。但我们可以提供能够检索此类信息的工具，并让模型在必要实时数据时调用这些工具。
  首先在DateTimeTools类中实现一个获取用户时区当前日期时间的工具。该工具不必要参数，通过Spring框架的LocaleContextHolder获取用户时区。工具方法利用@Tool注解，并添加具体形貌帮助模型理解调用时机。

1. package com.hs.demo.tool;
3. import org.springframework.ai.tool.annotation.Tool;
4. import org.springframework.context.i18n.LocaleContextHolder;
6. import java.time.LocalDateTime;
8. public class DateTimeTools {
10.     @Tool(description = "获取用户时区的当前日期和时间")
11.     String getCurrentDateTime() {
12.         return LocalDateTime.now().atZone(LocaleContextHolder.getTimeZone().toZoneId()).toString();
13.     }
15. }

复制代码

接下来将工具提供给模型，本例利用ChatClient与模型交互，通过tools()方法传入DateTimeTools实例。当模型必要实时时间信息时，会主动哀求调用该工具。ChatClient会实行工具调用并将结果返回给模型，模型结合结果生成终极响应。

输出示例：
   明天是2025-05-30。
  如果直接提问但不提供工具，模型将返回：
   我无法访问实时信息，请提供当前日期以便计算明天的日期。
  这证明模型在缺乏工具时无法自主获取实时数据
 (2)  实行操作

   AI模型可以生成实现目的的筹划（如制定瑞士旅行筹划），但无法直接实行。此时必要工具来落实模型生成的筹划。
  我们将定义第二个工具，用于在特定时间设置闹钟。在第一个工具的基础上，先获取当前时间，在当前时间的基础上设置闹钟。在现有DateTimeTools类中新增设置闹钟的工具。该工具吸收ISO-8601格式的时间参数，向控制台输出闹钟设置信息。同样利用@Tool注解并添加具体形貌

1. class DateTimeTools {
3.     @Tool(description = "获取用户时区的当前日期和时间")
4.     String getCurrentDateTime() {
5.         return LocalDateTime.now()
6.             .atZone(LocaleContextHolder.getTimeZone().toZoneId())
7.             .toString();
8.     }
10.     @Tool(description = "为指定ISO-8601时间设置用户闹钟")
11.     void setAlarm(String time) {
12.         LocalDateTime alarmTime = LocalDateTime.parse(time, DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME);
13.         System.out.println("闹钟已设置为 " + alarmTime);
14.     }
15. }

复制代码

通过ChatClient同时提供两个工具。当哀求"10分钟后设置闹钟"时，模型会先调用getCurrentDateTime获取当前时间，计算目的时间后调用setAlarm工具。ChatClient主动处理工具调用哀求并返回结果，模型终极生成响应

1. ChatModel chatModel = ...
3. String response = ChatClient.create(chatModel)
4.         .prompt("能设置10分钟后的闹钟吗？")
5.         .tools(new DateTimeTools())
6.         .call()
7.         .content();
9. System.out.println(response);

复制代码

应用日志将显示精确设置的闹钟时间，验证工具调用流程

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参考链接：
被吹上天的Spring AI Tool Calling机制，也不外云云
Spring AI 框架在升级，Function Calling 废弃，被 Tool Calling 取代
Spring AI之工具调用_springai-CSDN博客

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