Pregel 实现了 LangGraph 的运行时，负责管理 LangGraph 应用程序的执行。

编译一个 StateGraph 或创建一个 @entrypoint 会产生一个 Pregel 实例，该实例可以通过输入来调用。

本指南从高层次解释了该运行时，并提供了直接使用 Pregel 实现应用程序的说明。

注意： Pregel 运行时以 Google 的 Pregel 算法 命名，该算法描述了一种使用图进行大规模并行计算的高效方法。

概述 (Overview)

在 LangGraph 中，Pregel 将 参与者 (actors) 和 通道 (channels) 组合到一个应用程序中。参与者 从通道读取数据并向通道写入数据。Pregel 按照 Pregel 算法 (Pregel Algorithm)/批量同步并行 (Bulk Synchronous Parallel) 模型将应用程序的执行组织成多个步骤。

每个步骤包含三个阶段：

• 规划 (Plan)：确定在此步骤中要执行哪些 参与者。例如，在第一步中，选择订阅特殊 输入 (input) 通道的 参与者；在后续步骤中，选择订阅了上一步中更新的通道的 参与者。
• 执行 (Execution)：并行执行所有选定的 参与者，直到全部完成，或其中一个失败，或达到超时。在此阶段，通道的更新对参与者不可见，直到下一个步骤。
• 更新 (Update)：用此步骤中 参与者 写入的值更新通道。

重复此过程，直到没有 参与者 被选中执行，或达到最大步骤数。

参与者 (Actors)

一个 参与者 就是一个 PregelNode。它订阅通道，从中读取数据，并向其写入数据。可以将其视为 Pregel 算法中的 参与者。PregelNode 实现了 LangChain 的 Runnable 接口。

通道 (Channels)

通道用于在参与者 (PregelNodes) 之间进行通信。每个通道都有一个值类型、一个更新类型和一个更新函数——该函数接收一系列更新并修改存储的值。通道可用于将数据从一个链发送到另一个链，或者用于在未来的步骤中将数据从一个链发送到自身。LangGraph 提供了许多内置通道：

• LastValue：默认通道，存储发送到通道的最后一个值，适用于输入和输出值，或用于将数据从一个步骤发送到下一个步骤。
• Topic：一个可配置的发布-订阅主题，适用于在 参与者 之间发送多个值，或用于累积输出。可以配置为去重或在多个步骤过程中累积值。
• BinaryOperatorAggregate：存储一个持久值，通过对当前值和发送到通道的每个更新应用二元运算符来更新，适用于跨多个步骤计算聚合；例如，total = BinaryOperatorAggregate(int, operator.add)

示例 (Examples)

虽然大多数用户将通过 StateGraph API 或 @entrypoint 装饰器与 Pregel 交互，但也可以直接与 Pregel 交互。

以下是几个不同的示例，让您了解 Pregel API。

单节点 (Single node)

多节点 (Multiple nodes)

主题 (Topic)

二元运算符聚合 (BinaryOperatorAggregate)

循环 (Cycle)

from langgraph.channels import EphemeralValue
from langgraph.pregel import Pregel, NodeBuilder

node1 = (
    NodeBuilder().subscribe_only("a")
    .do(lambda x: x + x)
    .write_to("b")
)

app = Pregel(
    nodes={"node1": node1},
    channels={
        "a": EphemeralValue(str),
        "b": EphemeralValue(str),
    },
    input_channels=["a"],
    output_channels=["b"],
)

app.invoke({"a": "foo"})

{'b': 'foofoo'}

高级 API (High-level API)

LangGraph 提供了两个用于创建 Pregel 应用程序的高级 API：StateGraph (图 API) 和 函数式 API (Functional API)。

StateGraph (图 API)

函数式 API (Functional API)

StateGraph (图 API) 是一个更高级别的抽象，它简化了 Pregel 应用程序的创建。它允许您定义节点和边的图。当您编译图时，StateGraph API 会自动为您创建 Pregel 应用程序。

from typing import TypedDict

from langgraph.constants import START
from langgraph.graph import StateGraph

class Essay(TypedDict):
    topic: str
    content: str | None
    score: float | None

def write_essay(essay: Essay):
    return {
        "content": f"Essay about {essay['topic']}",
    }

def score_essay(essay: Essay):
    return {
        "score": 10
    }

builder = StateGraph(Essay)
builder.add_node(write_essay)
builder.add_node(score_essay)
builder.add_edge(START, "write_essay")
builder.add_edge("write_essay", "score_essay")

# 编译图。
# 这将返回一个 Pregel 实例。
graph = builder.compile()

编译后的 Pregel 实例将与一系列节点和通道相关联。您可以通过打印它们来检查节点和通道。

print(graph.nodes)

您将看到类似这样的内容：

{'__start__': <langgraph.pregel.read.PregelNode at 0x7d05e3ba1810>,
 'write_essay': <langgraph.pregel.read.PregelNode at 0x7d05e3ba14d0>,
 'score_essay': <langgraph.pregel.read.PregelNode at 0x7d05e3ba1710>}

print(graph.channels)

您将看到类似这样的内容：

{'topic': <langgraph.channels.last_value.LastValue at 0x7d05e3294d80>,
 'content': <langgraph.channels.last_value.LastValue at 0x7d05e3295040>,
 'score': <langgraph.channels.last_value.LastValue at 0x7d05e3295980>,
 '__start__': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e3297e00>,
 'write_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e32960c0>,
 'score_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e2d8ab80>,
 'branch:__start__:__self__:write_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e32941c0>,
 'branch:__start__:__self__:score_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e2d88800>,
 'branch:write_essay:__self__:write_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e3295ec0>,
 'branch:write_essay:__self__:score_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e2d8ac00>,
 'branch:score_essay:__self__:write_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e2d89700>,
 'branch:score_essay:__self__:score_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e2d8b400>,
 'start:write_essay': <langgraph.channels.ephemeral_value.EphemeralValue at 0x7d05e2d8b280>}