Harness Engineering 設計模式

Harness = Tools + Knowledge + Observation + Action Interfaces + Permissions

基於 Claude Code v2.1.88（92,500 行 TypeScript）逆向分析。

1. Agent Loop：Async Generator 模式

Claude Code 的 agent loop 用 async generator 實作：

typescript
async function* queryModel(...): AsyncGenerator<StreamEvent | AssistantMessage> {
  // yield 每個 stream event，呼叫端按需消費
}

核心循環：queryModel() → 檢查 stop_reason → tool_use 時呼叫 runTools() → 結果回注 messages → 再次 queryModel()

stop_reason 分支：end_turn（結束）、tool_use（執行工具）、max_tokens（context 滿了，觸發 compaction）

2. Tool Orchestration：讀寫分離

typescript
function isConcurrencySafe(input): boolean {
  // 工具自己聲明是否可並行
}

• partitionToolCalls() 把一批工具呼叫分成可並行組和必須串行組
• 讀工具自動合批並行（FileRead、Grep、Glob）
• 寫工具強制串行（FileEdit、FileWrite、Bash）
• 決策權在工具端（Single Responsibility），不在 orchestrator

3. 工具執行 7 層管道

Schema Validation → Custom validateInput() → Input Sanitization
→ PreToolUse Hooks → Permission Resolution → Execution → PostToolUse Hooks

每層只問一個問題：「能否拒絕？」拒絕即停，不往下走。執行邏輯永遠在最後一層。

4. Cache 穩定性模式

Sticky Latch：影響 cache key 的欄位一旦啟用就不在 session 內關閉。

typescript
if (!fastModeHeaderLatched && isFastMode) {
  fastModeHeaderLatched = true  // 永遠 latched
}

確定性 ID：注入 context 的 ID 從穩定輸入衍���，不隨機生成。

靜態/動態邊界：SYSTEM_PROMPT_DYNAMIC_BOUNDARY 把 prompt 分成可全域快取的靜態段和 session 特定的動態段，防 2^N 快取桶爆炸。

Attachment > Inline：動態 agent 列表從 tool description 移到 attachment message，避免 MCP 連接/plugin 載入導致 tool schema cache bust。省 fleet 10.2% cache creation tokens。

5. Context Engineering

原則：什麼進 context、什麼順序、何時壓縮。

• 訊息處理管道 normalizeMessagesForAPI：10 步處理（過濾空訊息、合併連續同角色、注入 system-reminder、truncate 過長結果...）
• Compaction 三模式：BASE（全壓）、PARTIAL_FROM（從某點壓）、PARTIAL_UP_TO（壓到某點）
• <analysis> 草稿：讓模型在 scratchpad 思考，結果不進 context
• Deferred Tool Loading：36 個工具不全塞 prompt，ToolSearch 按需載入 schema

6. Multi-session Continuity

• Forked Agent：子 agent 繼承父 session 的 prompt cache（Memory extraction、AgentSummary、Dream 都用此模式）
• progress log：跨 context window 的進度檔（claude-progress.txt）
• AutoDream：背景記憶整合，三層閘門（時間≥24h + session≥5 + 檔案鎖），四階段 consolidation prompt

7. Observability

• 三層追��：Analytics（業務事件）/ OpenTelemetry（效能）/ DiagnosticTracking（per-turn 計數器）
• PII 安全型別：PiiSafeString<T> 型別系統，編譯期防止 PII 進入遙測
• Frustration Signal：追蹤使用者 swearing、重複 "continue" prompt，路由至 Datadog

參考

詳見 references/design-principles.md。