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2026-01-05 23:03:48 +09:00
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# llm_worker_rs
LLMを用いたワーカーを作成する小型のSDK・ライブラリ。
ツールの定義や呼び出し、コンテキストの管理などを責務にもつ。
## 用語定義
- **ブロック (Block)**:
モデルが「開始→デルタ→終了」で囲む一塊の出力。OpenAIの`response.output_item`やAnthropicの`content_block`、Geminiの`candidates[].content.parts`などが該当する。
- **メタイベント (Meta Event)**:
`ping``usage`など、ブロックに属さない補助イベント群。ステータス更新やハートビートとして処理される。
以降の仕様では「ブロック」を上記の生成・ツール単位の総称として扱う。
## アプローチ
module構成概念図
```
worker
├── context
├── llm_client
│ ├── scheme
│ │ └── openai, anthropic, gemini // APIスキーマ
│ ├── events
│ ├── providers
│ │ └── anthropic, googleai, ollama, etc... // プロバイダ
│ └── timeline
```
OpenAI互換のプロバイダでスキーマを使い回せるよう、schemeとプロバイダモジュールは分離されている
### scheme層
単純な変換を責務とするスキーマを定義する。
- リクエスト変換: SystemPrompt + Context + Tools... → プロバイダ固有のリクエストJSON
- レスポンス変換: Raw stream → 型付きイベント構造体のストリーム
各APIスキーマ(≠プロバイダ)ごとに実装を持ち、APIスキーマに準じたパース/バリデーションを行う。
### llm_client(providers)層
providersにリクエストを送信し、差異が吸収され統一された`Event`ストリームを出力する。
ストリーミング中のバッファリング(ToolArgumentsの累積等)もこの層で行う。
### timeline層
イベントストリームの状態を管理する。レスポンスをステートマシンで制約し、イベントをハンドラーに渡す。
このTimelineに基づき、Workerはツール実行・フックを行う。
イベントストリームを扱う目標に、Text/Input JSON/Thinkingのdeltaと、[細粒度ツールストリーミング](https://platform.claude.com/docs/en/agents-and-tools/tool-use/fine-grained-tool-streaming)を含む、deltaの低遅延・リアルタイム処理がある。
主要なドキュメント:[https://platform.claude.com/docs/en/build-with-claude/streaming#content-block-delta-types]
TODO: Workerをユーザーが扱うUIとした際の、Timelineの露出のさせ方
## Tools/Hooks
各種プロバイダのLLMのAPI仕様として存在するTool Callや、Function CallingをToolsとして統一的に扱ってる。また、Claude Codeに存在するようなHooksと同じような機能を搭載する。
これらはtraitとして表現され、クロージャを持ち、イベントのストリーム中に自動的に呼び出される。
Tools/Hooksを定義する為のProcedural macroを提供する。
TODO: Tool定義と合わせたTimeline Handlerの定義方法(特定のツールとセットになったHandlerの考慮)
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# Timeline層設計メモ
## 目的
- OpenAI / Anthropic / Gemini
のストリーミングイベントを単一の抽象レイヤーに正規化し、LLMクライアントの状態遷移を制御する。
- イベント単位処理(Meta系など)とブロック単位処理(テキスト/Thinking/ToolCall)を同一のパイプラインで扱えるようにする。
## 要件
イベントストリームに対して直接的にループ処理をしようとすると発生する煩雑な状態管理を避ける。
イベントをloop+matchで処理をするような手段を取ると、テキストのデルタの更新先や、完了タイミングなどの状態管理が必要になる。
また、コンテンツブロックに対する単純なイテレータではping/usageなどの単発イベントを同期的に処理することができない。
- Meta系イベントの即時処理 (ブロック内部イベントと順序が前後しないようにする)
- ブロック開始/差分/終了でスコープを保持する
- 型安全なハンドラー
- blockでキャッチするdeltaについて、 Text/Input JSON/Thinking等、
ブロックに即したイベントの型が必要。
- エラーの適切な制御
TODO:toolのjsonをキャッチする際、定義したToolが期待するjsonschemaに合致しているかのバリデーションはTimeline層の責務か?
## Memo
- [Blockの定義](basis.md#用語定義)
- ブロックを処理するHandlerで保持するコンテキストについて、LLMで用いられるコンテキストと混同を避けるために「スコープ」と呼称する。
- ブロックは常に一つである前提。複数のブロックが同時に存在することは無いため。
## イベントモデル
前提:`llm_client`層は各プロバイダのストリーミングレスポンスを正規化し、**フラットなEvent列挙**として出力する。
```rust
pub enum Event {
// Meta events (not tied to a block)
Ping(PingEvent),
Usage(UsageEvent),
Status(StatusEvent),
Error(ErrorEvent),
// Block lifecycle events
BlockStart(BlockStart),
BlockDelta(BlockDelta),
BlockStop(BlockStop),
BlockAbort(BlockAbort),
}
```
-> Timelineがブロック構造化を担う
### 設計方針
- 目的: アプリケーションとの連携を楽にする
状態共有/非同期: Handler間の状態共有はアプリケーション側の責務、アプリケーション側で非同期化可能な設計
複数のHandlerに対し、登録順にディスパッチする。Handlerは後続Handlerへのイベントを改変しない。
## TimelineとKind/Handler
Timelineは`Event`ストリームを受け取り、登録された`Handler<K: Kind>`にディスパッチする。
### Kind
`Kind`はイベント型のみを定義する。スコープはHandler側で定義するため、同じKindに対して異なるスコープを持つHandlerを登録できる。
```rust
pub trait Kind {
type Event;
}
```
### Handler
`Handler`はKindに対する処理を定義し、自身のスコープ型も決定する。
```rust
pub trait Handler<K: Kind> {
type Scope: Default;
fn on_event(&mut self, scope: &mut Self::Scope, event: &K::Event);
}
```
- `Kind`によって受け取るイベント型が決定される
- `Handler::Scope`によってHandler固有のスコープ型が決定される
- Meta系とBlock系を統一的に扱える
### Meta系Kind
スコープ不要の単発イベント:
```rust
pub struct UsageKind;
impl Kind for UsageKind {
type Event = UsageEvent;
}
pub struct PingKind;
impl Kind for PingKind {
type Event = PingEvent;
}
// 使用例
struct UsageAccumulator { total_tokens: u64 }
impl Handler<UsageKind> for UsageAccumulator {
type Scope = (); // スコープ不要
fn on_event(&mut self, _scope: &mut (), usage: &UsageEvent) {
self.total_tokens += usage.total_tokens.unwrap_or(0);
}
}
```
### Block系Kind
ライフサイクル(Start/Delta/Stop)を持つ。スコープはHandler側で定義:
```rust
pub struct TextBlockKind;
impl Kind for TextBlockKind {
type Event = TextBlockEvent;
}
pub enum TextBlockEvent<'a> {
Start(&'a BlockStart),
Delta(&'a str),
Stop(&'a BlockStop),
}
// 使用例1: デルタを即時出力(スコープ不要)
struct PrintHandler;
impl Handler<TextBlockKind> for PrintHandler {
type Scope = ();
fn on_event(&mut self, _scope: &mut (), event: &TextBlockEvent) {
if let TextBlockEvent::Delta(s) = event {
print!("{}", s);
}
}
}
// 使用例2: テキストを蓄積して収集(Stringをスコープとして利用)
struct TextCollector { results: Vec<String> }
impl Handler<TextBlockKind> for TextCollector {
type Scope = String; // bufferとして使用
fn on_event(&mut self, buffer: &mut String, event: &TextBlockEvent) {
match event {
TextBlockEvent::Start(_) => {}
TextBlockEvent::Delta(s) => buffer.push_str(s),
TextBlockEvent::Stop(_) => {
self.results.push(std::mem::take(buffer));
}
}
}
}
```
### Timelineの責務
1. `Event`ストリームを受信
2. Block系イベント(BlockStart/Delta/Stop)をBlockKindごとのライフサイクルイベントに変換
3. 各Handlerごとのスコープの生成・管理(BlockStart時に生成、BlockStop/Abort時に破棄)
4. 登録されたHandlerへの登録順ディスパッチ
### Handlerの型消去
各Handlerは独自のScope型を持つため、Timelineで保持するには型消去が必要:
```rust
// 型消去されたHandler trait
trait ErasedHandler<K: Kind> {
fn dispatch(&mut self, event: &K::Event);
fn start_scope(&mut self); // Scope生成
fn end_scope(&mut self); // Scope破棄
}
// Handler<K>からErasedHandler<K>へのラッパー
struct HandlerWrapper<H, K>
where
H: Handler<K>,
K: Kind,
{
handler: H,
scope: Option<H::Scope>, // Block中のみSome
_kind: PhantomData<K>,
}
impl<H, K> ErasedHandler<K> for HandlerWrapper<H, K>
where
H: Handler<K>,
K: Kind,
{
fn dispatch(&mut self, event: &K::Event) {
if let Some(scope) = &mut self.scope {
self.handler.on_event(scope, event);
}
}
fn start_scope(&mut self) {
self.scope = Some(H::Scope::default());
}
fn end_scope(&mut self) {
self.scope = None;
}
}
```
### Timelineのディスパッチ
```rust
impl Timeline {
pub fn dispatch(&mut self, event: &Event) {
match event {
// Meta系: 即時ディスパッチ(登録順)
Event::Usage(u) => self.dispatch_to::<UsageKind>(u),
Event::Ping(p) => self.dispatch_to::<PingKind>(p),
// Block系: スコープ管理しながらディスパッチ
Event::BlockStart(s) => self.handle_block_start(s),
Event::BlockDelta(d) => self.handle_block_delta(d),
Event::BlockStop(s) => self.handle_block_stop(s),
Event::BlockAbort(a) => self.handle_block_abort(a),
_ => {}
}
}
fn handle_block_start(&mut self, start: &BlockStart) {
// 該当Kind の全Handlerに対してスコープ生成
for handler in self.handlers_for_kind(start.kind()) {
handler.start_scope();
handler.dispatch(&start.into());
}
}
fn handle_block_stop(&mut self, stop: &BlockStop) {
for handler in self.handlers_for_kind(stop.kind()) {
handler.dispatch(&stop.into());
handler.end_scope();
}
}
}
```
## 期待効果
- **統一インターフェース**: Meta系もBlock系も`Handler<K: Kind>`で統一
- **型安全**: `Kind`によってイベント型がコンパイル時に決定、`Handler::Scope`によってHandler固有のスコープ型が決定
- **スコープの柔軟性**: 同一Kindに対して異なるScopeを持つ複数Handlerを登録可能
- **責務分離**: llm_client層はフラットなEvent出力、Timeline層がブロック構造化
- **スコープ管理の自動化**: Handlerは自前でスコープ保持を意識せずに済む