OpenClaw 开源 AI Agent 框架核心原理与架构解析

系统架构模块

OpenClaw 的架构包含多个核心模块，每个模块都有明确的职责：

模块 1：Gateway（网关）- 安全卫士

职责：负责安全控制和统一管理

核心功能：

• 对接 WhatsApp、Telegram、Teams 等 50+ 通讯平台
• 统一控制平面，作为系统的入口点
• 安全认证和权限管理
• 请求路由和分发
• 会话管理（Sessions）

技术实现：

• 运行在本地服务器（通常在端口 18789）
• 使用各大平台的官方或第三方 SDK：
  • WhatsApp 通道：使用 baileys（WhatsApp Web API 实现）
  • Telegram：使用 grammy（Telegram Bot API 库）
  • 其他平台：对应的官方 SDK

💡 深度解析：Gateway 是 OpenClaw 的前台接待员，它是在您的计算机上运行的服务器。当用户通过任意聊天平台发送消息时，Gateway 首先接收并验证请求，然后路由到相应的 Agent 进行处理。Gateway 还负责维护会话状态，确保多轮对话的上下文连贯性。

模块 2：Agent（智能体）- 超级大脑

职责：负责思考、理解和推理

核心功能：

• 基于 Claude、GPT、Qwen 等大模型解析指令
• 自然语言理解和生成
• 任务规划和决策
• 多轮对话管理
• 上下文管理

技术实现：

• 底层的 Agent 循环基于开源框架 Paimimo
• 支持多模型切换，不绑定特定供应商
• 具备完整的会话管理、并发控制、记忆检索能力
• 状态机管理：维护 Agent 的当前状态（Idle, Thinking, Acting 等）

💡 深度解析：Agent 是 OpenClaw 的核心推理引擎。它不是简单的 LLM 包装器，而是一个具备完整会话管理、并发控制、记忆检索以及丰富工具支持的复杂 Agent 运行时环境。Agent 通过状态机管理任务执行流程，从接收指令到执行任务再到返回结果，每个状态都有明确的转换逻辑。

模块 3：Skills（技能）- 工具箱

职责：负责执行具体任务

核心功能：

• 3000+ 插件覆盖开发、办公、生活场景
• 文件操作、浏览器控制、邮件管理、代码执行等
• 用户可以根据需求添加或删除模块
• 支持自定义模块，实现「按需定制」
• 遵循 MCP（Moltbot Control Protocol）协议

技术实现：

• 所有技能都遵循 MCP 协议
• 支持 JavaScript/TypeScript、Python 等主流开发语言
• 开发门槛低，一个完整的技能包含 3 个核心文件：
  • 技能配置文件（定义技能元数据）
  • 技能逻辑文件（实现具体功能）
  • 技能描述文件（供 Agent 理解）

常用 Skills 示例：

• 文件读写技能
• 邮件发送技能
• 代码生成技能
• 网页爬虫技能
• 日程管理技能
• 系统监控技能

💡 深度解析：Skills 是 OpenClaw 的手脚，让 AI 能够真正"动手"做事。OpenClaw 真正强大的地方在于 Skills 生态——通过不同的技能插件，你的 AI 助手可以具备代码生成、UI 设计、性能优化、调试排错等各种能力。Skills 与 Tools 不是同一层级，Skills 是更高层次的抽象，可以包含多个 Tools 的组合。

模块 4：Memory（记忆）- 记忆系统

职责：负责存储和检索记忆

核心功能：

• 持久化记忆存储
• 纯文本文件存储，无数据库依赖
• 上下文记忆
• 长期记忆和短期记忆管理
• 混合检索（BM25 + 向量搜索）

技术实现：

• 存储模型：Markdown 文件 + SQLite 索引
• 检索机制：BM25/向量混合搜索
• 上下文注入：智能地将相关记忆注入到 LLM 上下文中
• 记忆分层：
  • 短期记忆：当前会话的上下文
  • 长期记忆：持久化的用户偏好和历史操作
  • 工作记忆：任务执行过程中的临时信息

💡 深度解析：OpenClaw 的记忆系统架构非常精妙，它通过 Markdown 文件 + SQLite 索引 + BM25/向量混合搜索的组合构建出生产级别的记忆架构。相比传统 AI 依赖有限上下文窗口，一旦满了就丢弃旧信息，或者靠 RAG 把历史切碎存入向量数据库——找回的往往是孤立碎片，OpenClaw 的记忆系统能够更智能地管理和检索记忆。

模块 5：Channels（沟通专线）- 多平台连接

职责：负责与不同通讯平台的连接

核心功能：

• 支持 WhatsApp、Telegram、Teams 等多个平台
• 统一的消息格式转换
• 跨平台消息同步
• 实时消息推送

技术实现：

• 基于各平台的官方 SDK 或第三方库
• 统一的消息格式抽象层
• 异步消息处理机制

模块 6：Node（节点）- 影分身

职责：负责跨设备部署

核心功能：

• 支持多设备同时运行
• 节点间协同工作
• 负载均衡和任务分发
• 分布式部署支持

技术实现：

• 节点注册和发现机制
• 任务队列和调度系统
• 节点间通信协议

模块 7：Heartbeat（心跳机制）- 健康监控

职责：负责系统健康监控

核心功能：

• 实时监控各模块状态
• 故障检测和自动恢复
• 7×24 小时运行保障
• 性能指标收集

技术实现：

• 定期心跳检测
• 故障自动重启
• 健康检查端点
• 监控数据上报

模块 8：定时任务 - 自动化调度

职责：负责定时任务的调度和执行

核心功能：

• 定时任务管理
• 周期性任务执行
• 任务队列管理
• 任务依赖管理

技术实现：

• Cron 表达式支持
• 任务持久化
• 失败重试机制
• 任务执行日志

编排器（Orchestrator）架构

OpenClaw 采用编排器（Orchestrator）架构设计，这是其核心创新之一：

架构分层：

┌─────────────────────────────────────┐
│ 触发层 (Triggers)                   │
│ 文本 | 语音 | 定时 | 事件           │
├─────────────────────────────────────┤
│ 编排层 (Orchestrator)               │
│ 任务规划 | 流程控制 | 状态管理      │
├─────────────────────────────────────┤
│ 执行层 (Agents)                     │
│ Coding Agent | Data Agent | ...     │
├─────────────────────────────────────┤
│ 工具层 (Skills/Tools)               │
│ 文件操作 | API 调用 | 浏览器控制    │
├─────────────────────────────────────┤
│ 记忆层 (Memory)                     │
│ 短期记忆 | 长期记忆 | 向量检索      │
└─────────────────────────────────────┘

核心模块：

• core/orchestrator.ts（总指挥）：系统的入口和状态机管理器
  • 维护 Agent 的当前状态（Idle, Thinking, Acting 等）
  • 管理任务队列和执行流程
  • 协调各个模块之间的交互

编排器的作用：

• 管理其他 AI Agent
• 负责任务分解和分配
• 协调多 Agent 协作
• 处理任务依赖和优先级

三、OpenClaw 工作流程

OpenClaw 的工作流程可以概括为以下步骤：

• 用户输入：用户通过任意聊天平台发送自然语言指令
• Gateway 接收：网关接收并验证用户请求，创建 Session
• Agent 解析：智能体理解指令并规划任务
• Memory 检索：从记忆系统中检索相关上下文
• Skills 执行：调用相应的技能插件执行具体操作
• 结果存储：将执行结果和上下文存储到记忆系统
• 结果返回：通过 Gateway 将结果返回给用户

深度解析：OpenClaw 的工作流程不仅仅是简单的请求 - 响应，而是一个完整的 Agent 循环：

• 感知：通过 Gateway 接收用户输入
• 认知：Agent 理解和规划任务
• 决策：选择合适的 Skills 和执行策略
• 行动：调用 Skills 执行任务
• 记忆：将结果和上下文存储到 Memory
• 反思：评估执行结果，优化后续决策

四、OpenClaw 示例

示例：日程管理

场景：自动创建会议和提醒。

实现方式：

用户：明天下午 3 点和产品团队开会，讨论新功能
OpenClaw：
1. Agent 解析指令：
   - 时间：明天下午 3 点
   - 事件：和产品团队开会，讨论新功能
2. Memory 检索：查找产品团队成员的联系方式
3. Skills 执行：
   - 调用日历 Skill
   - 创建日历事件
   - 设置提醒
   - 发送会议邀请给产品团队成员
4. Memory 存储：记录会议信息
5. Gateway 返回结果：已创建日历事件「产品团队会议 - 讨论新功能」，时间：明天 15:00，已设置提醒，已发送邀请给 5 位成员

深度解析：

这个示例展示了 OpenClaw 的智能理解能力：

• 时间解析：理解"明天下午 3 点"的具体时间
• 实体识别：识别"产品团队"、"新功能"等实体
• 上下文检索：从 Memory 中检索产品团队成员信息
• 多任务协调：同时创建日历事件、设置提醒、发送邀请

五、注意事项

在使用 OpenClaw 时，需要注意以下几点：

• 安全第一：遵循最小权限原则，定期审计权限配置
• 数据备份：定期备份重要数据，避免数据丢失
• 性能优化：根据实际需求优化配置，避免资源浪费
• 持续学习：OpenClaw 发展迅速，需要持续学习新功能
• 社区参与：积极参与社区，分享经验和技能

参考：

文档：https://docs.openclaw.ai

GitHub：https://github.com/openclaw/openclaw