Follow up PR #265: refine chapters, diagrams, and add S20 (#283)

* feat: s01-s14 docs quality overhaul — tool pipeline, single-agent, knowledge & resilience

Rewrite code.py and README (zh/en/ja) for s01-s14, each chapter building
incrementally on the previous. Key fixes across chapters:

- s01-s04: agent loop, tool dispatch, permission pipeline, hooks
- s05-s08: todo write, subagent, skill loading, context compact
- s09-s11: memory system, system prompt assembly, error recovery
- s12-s14: task graph, background tasks, cron scheduler

All chapters CC source-verified. Code inherits fixes forward (PROMPT_SECTIONS,
json.dumps cache, real-state context, can_start dep protection, etc.).

* feat: s15-s19 docs quality overhaul — multi-agent platform: teams, protocols, autonomy, worktree, MCP tools

Rewrite code.py and README (zh/en/ja) for s15-s19, the multi-agent platform
chapters. Each chapter inherits all previous fixes and adds one mechanism:

- s15: agent teams (TeamCreate, teammate threads, shared task list)
- s16: team protocols (plan approval, shutdown handshake, consume_inbox)
- s17: autonomous agents (idle polling, auto-claim, consume_lead_inbox)
- s18: worktree isolation (git worktree, bind_task, cwd switching, safety)
- s19: MCP tools (MCPClient, normalize_mcp_name, assemble_tool_pool, no cache)

All appendix source code references verified against CC source. Config priority
corrected: claude.ai < plugin < user < project < local.

* fix: 5 regressions across s05-s19 — glob safety, todo validation, memory extraction, protocol types, dep crash

- s05-s09: glob results now filter with is_relative_to(WORKDIR) (inherited from s02)
- s06-s08: todo_write validates content/status required fields (inherited from s05)
- s09: extract_memories uses pre-compression snapshot instead of compacted messages
- s16: submit_plan docstring clarifies protocol-only (not code-level gate)
- s17-s19: match_response restores type mismatch validation (from s16)
- s17-s19: claim_task deps list handles missing dep files without crashing

* fix: s12 Todo V2 logic reversal, s14/s15 cron range validation, s18/s19 worktree name validation

- s12 README (zh/en/ja): fix Todo V2 direction — interactive defaults to Task,
  non-interactive/SDK defaults to TodoWrite. Fix env var name to
  CLAUDE_CODE_ENABLE_TASKS (not TODO_V2).
- s14/s15: add _validate_cron_field with per-field range checks (minute 0-59,
  hour 0-23, dom 1-31, month 1-12, dow 0-6), step > 0, range lo <= hi.
  Replace old try/except validation that only caught exceptions.
- s18/s19: add validate_worktree_name() to remove_worktree and keep_worktree,
  not just create_worktree.

* fix: align s16-s19 teaching tool consistency

* fix pr265 chapter diagrams

* Add comprehensive s20 harness chapter

* Fix chapter smoke test regressions

* Clarify README tutorial track transition

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Co-authored-by: Haoran <bill-billion@outlook.com>
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2026-05-20 21:45:38 +08:00
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@@ -0,0 +1,293 @@
# s08: Context Compact — コンテキストはいつか満杯になる、場所を空ける方法が必要
[中文](README.md) · [English](README.en.md) · [日本語](README.ja.md)
s01 → s02 → s03 → s04 → s05 → s06 → s07 → `s08` → [s09](../s09_memory/) → s10 → ... → s20
> *"Context will fill up — have a way to make room"* — 4層圧縮戦略、安価なものを先に、高価なものを後に実行。
>
> **Harness レイヤー**: 圧縮 — クリーンな記憶、無限のセッション。
---
## 課題
Agent が動いている途中で、止まってしまう。
bash、read、write は揃っており、能力は十分。しかし 1000 行のファイル(~4000 tokenを読み、さらに 30 のファイルを読み、20 のコマンドを実行したとします。各コマンドの出力、各ファイルの内容がすべて `messages` リストに蓄積されます。
コンテキストウィンドウには上限があります。満杯になると、API は即座に拒否します:`prompt_too_long`
圧縮しなければ、Agent は大規模プロジェクトではまともに動けません。
---
## ソリューション
![Compact Overview](images/compact-overview.ja.svg)
s07 のフック構造、スキルロード、サブ Agent の骨格を維持し、圧縮に焦点を当てるため一部のツールは省略。コアの変更点:各 LLM 呼び出し前に 3 層のプリプロセッサ0 APIを挿入し、token が閾値を超えた場合は LLM 要約1 APIをトリガー、API エラー時には緊急トリムを実行。
コア設計:安価なものを先に、高価なものを後に。
---
## 仕組み
![4層圧縮パイプライン](images/compaction-layers.ja.svg)
### L1: snip_compact — 無関係な古い会話を切り捨て
Agent が 80 ラウンドの会話を実行し、`messages` が 160 件まで溜まった。先頭の「hello.py を作って」は現在の作業とほぼ無関係だが、スペースを占有し続けている。
メッセージ数が 50 を超えた場合 → 先頭 3 件(初期コンテキスト)と末尾 47 件(現在の作業)を保持し、中間を切り捨て:
```python
def snip_compact(messages, max_messages=50):
if len(messages) <= max_messages:
return messages
keep_head, keep_tail = 3, max_messages - 3
snipped = len(messages) - keep_head - keep_tail
placeholder = {"role": "user",
"content": f"[snipped {snipped} messages from conversation middle]"}
return messages[:keep_head] + [placeholder] + messages[-keep_tail:]
```
メッセージ全体は切り捨てたが、残ったメッセージ内の `tool_result` 内容はまだ蓄積され続けている。34 番目のメッセージに 30KB の古いファイル内容が残っているかもしれない。→ L2。
### L2: micro_compact — 古いツール結果をプレースホルダに置換
![古い結果のプレースホルダ](images/micro-compact.ja.svg)
Agent が連続して 10 個のファイルを読んだ。1〜7 回目の完全な内容はまだコンテキストに残っており、もう不要だが、大量のスペースを占有している。
直近 3 件の `tool_result` の完全な内容のみを保持し、それより古いものは 1 行のプレースホルダに置換:
```python
KEEP_RECENT_TOOL_RESULTS = 3
def micro_compact(messages):
tool_results = collect_tool_result_blocks(messages)
if len(tool_results) <= KEEP_RECENT_TOOL_RESULTS:
return messages
for _, _, block in tool_results[:-KEEP_RECENT_TOOL_RESULTS]:
if len(block.get("content", "")) > 120:
block["content"] = "[Earlier tool result compacted. Re-run if needed.]"
return messages
```
古い結果はクリーンアップされたが、1 件の新しい結果だけで 500KB の可能性がある。大きなファイルを `cat` するだけでコンテキストがいっぱいになる。→ L3。
### L3: tool_result_budget — 大きな結果をディスクに退避
![大きな結果のディスク退避](images/layer1-budget.ja.svg)
モデルが一度に 5 つの大きなファイルを読み、1 つの user メッセージ内の全 `tool_result` の合計が 500KB に達した。
最後の user メッセージ内のすべての `tool_result` の合計サイズを集計。200KB を超えた場合 → サイズ順にソートし、最大のものから順に `.task_outputs/tool-results/` に退避。コンテキストには `<persisted-output>` マーカー + 先頭 2000 文字のプレビューのみを残す。モデルはマーカーを見て完全な内容がディスク上にあることを認識し、必要に応じて再読み込みできる。
```python
def tool_result_budget(messages, max_bytes=200_000):
last = messages[-1]
blocks = [(i, b) for i, b in enumerate(last["content"])
if b.get("type") == "tool_result"]
total = sum(len(str(b.get("content", ""))) for _, b in blocks)
if total <= max_bytes:
return messages
ranked = sorted(blocks, key=lambda p: len(str(p[1].get("content", ""))), reverse=True)
for idx, block in ranked:
if total <= max_bytes:
break
block["content"] = persist_large_output(block["tool_use_id"], str(block["content"]))
total = recalculate_total(blocks)
return messages
```
最初の 3 層はすべて純粋なテキスト/構造操作0 API 呼び出し)だが、会話内容を「理解」することはできない。コンテキストがまだ大きすぎる可能性がある。→ L4。
### L4: compact_history — LLM 全量要約
![LLM 全量要約](images/auto-compact.ja.svg)
最初の 3 層がすべて実行されたが、超大規模プロジェクトで 30 分間連続作業すると、token がまだ閾値を超えている。
3 ステップのフロー:
1. **transcript を保存**:完全な会話を `.transcripts/` に JSONL 形式で書き出す。transcript は回復可能な記録として保存されるが、モデルのアクティブなコンテキストには要約しか残らない。モデルの現在の推論にとって、詳細はすでにコンテキストにない。教学コードは transcript 検索ツールを提供しない。
2. **LLM で要約を生成**:会話履歴を LLM に送り、現在の目標、重要な発見、変更済みファイル、残りの作業、ユーザーの制約などの重要な情報を保持するよう指示。
3. **メッセージリストを置換**:すべての古いメッセージが 1 件の要約に置き換えられる。教学版は要約のみを保持する。実際の Claude Code は compact 後に直近のファイル、計画、agent/skill/tool などのコンテキストを再付加する。
```python
def compact_history(messages):
transcript_path = write_transcript(messages) # 先に完全な会話を保存
summary = summarize_history(messages) # LLM で要約を生成
return [{"role": "user",
"content": f"[Compacted]\n\n{summary}"}]
```
**サーキットブレーカー**:連続 3 回失敗したらリトライを停止し、無限ループによる API 呼び出しの浪費を防止。
### 緊急: reactive_compact
API がまだ `prompt_too_long`413を返すことがある。コンテキストの増加速度が圧縮のトリガー速度を上回る場合。
この時 **reactive_compact** がトリガーされるcompact_history よりもさらに積極的で、末尾からバイト単位の精度で API が受け入れ可能なサイズまで切り詰め、最後の 5 件のメッセージ + 要約のみを保持。
```python
def reactive_compact(messages):
transcript = write_transcript(messages)
summary = summarize_history(messages)
tail = messages[-5:]
return [{"role": "user",
"content": f"[Reactive compact]\n\n{summary}"}, *tail]
```
reactive compact にはリトライ上限がある(デフォルト 1 回)。さらに失敗した場合は例外をスローし、無限ループしない。完全なエラー回復ロジックは s11 に委ねる。
### 合わせて実行
```python
def agent_loop(messages):
reactive_retries = 0
while True:
# 3 つのプリプロセッサ0 API 呼び出し)
# 順序budget を先に実行し、大きな内容をプレースホルダ化する前に退避
messages[:] = tool_result_budget(messages) # L3: 大きな結果を退避
messages[:] = snip_compact(messages) # L1: 中間を切り捨て
messages[:] = micro_compact(messages) # L2: 古い結果をプレースホルダに
# まだ足りないLLM 要約1 API 呼び出し)
if estimate_token_count(messages) > THRESHOLD:
messages[:] = compact_history(messages)
try:
response = client.messages.create(...)
except PromptTooLongError:
if reactive_retries < MAX_REACTIVE_RETRIES:
messages[:] = reactive_compact(messages) # 緊急対応
reactive_retries += 1
continue
raise # リトライ上限超過、例外をスロー
# ... ツール実行 ...
# compact ツールモデルが能動的に呼び出した場合、compact_history をトリガー
if block.name == "compact":
messages[:] = compact_history(messages)
results.append({..., "content": "[Compacted. History summarized.]"})
messages.append({"role": "user", "content": results})
break # 現在のターンを終了し、圧縮後のコンテキストで新しく開始
```
**順序は変えられない。** L3budgetが L2microの前に実行される理由micro は古い大きな tool_result を 1 行のプレースホルダに置換するため、budget はその前に完全な内容を退避させる必要がある。CC ソースが `applyToolResultBudget` を最初に配置する理由も同じ。
---
## s07 からの変更点
| コンポーネント | 変更前 (s07) | 変更後 (s08) |
|------|-----------|-----------|
| コンテキスト管理 | なし(コンテキストが無限に膨張) | 4 層圧縮パイプライン + 緊急対応 |
| 新規関数 | — | snip_compact, micro_compact, tool_result_budget, compact_history, reactive_compact |
| ツール | bash, read_file, write_file, edit_file, glob, todo_write, task, load_skill (8) | 8 + compact (9) |
| ループ | LLM 呼び出し → ツール実行 | 各ラウンド前に 3 層プリプロセッサを実行 + 閾値で compact_history をトリガー |
| 設計原則 | — | 安価なものを先に、高価なものを後に |
---
## 試してみよう
```sh
cd learn-claude-code
python s08_context_compact/code.py
```
以下のプロンプトを試してみてください:
1. `Read the file README.md, then read code.py, then read s01_agent_loop/README.md`連続して複数のファイルを読み、L2 の古い結果圧縮を観察)
2. `Read every file in s08_context_compact/`一度に大量の内容を読み込み、L3 のディスク退避を観察)
3. 20+ ラウンドの対話を繰り返し、`[auto compact]` または `[reactive compact]` が表示されるか観察
観察のポイント:ツール実行のたびに、古い tool_result は圧縮されているか?連続対話で token が閾値を超えたとき、要約が自動的にトリガーされたか?
---
## 次へ
コンテキスト圧縮により、Agent は長時間クラッシュせずに動けるようになった。しかし、圧縮のたびにユーザーが以前に伝えた偏好や制約も一緒に失われてしまう。Agent が重要なことを選択的に記憶できるようにできないか?
s09 Memory → 3 つのサブシステム:何を記憶するかの選択、重要情報の抽出、整理と統合。圧縮を越え、セッションを越えて。
<details>
<summary>CC ソースコードの詳細</summary>
> 以下は CC ソースコード `compact.ts`、`autoCompact.ts`、`microCompact.ts`、`query.ts` の分析に基づく。
### 実行順序の対応
教学版は説明の便宜上 L1/L2/L3/L4 と番号を振っているが、実際の実行順序は番号と完全には一致しない:
| 項目 | 教学版 | Claude Code |
|------|--------|-------------|
| 実行順序 | budget → snip → micro → auto | budget → snip → micro → collapse → auto`query.ts:379-468` |
| snip_compact | 先頭 3 + 末尾 47 を保持 | CC はメインスレッドのみ有効;実装はオープンソースリポジトリにない(`HISTORY_SNIP` feature gate、インターフェースは確認可能`snipCompactIfNeeded(messages)``{ messages, tokensFreed, boundaryMessage? }``SnipTool` もモデルが能動的に呼び出し可能。教学版の 3/47 は簡略パラメータ |
| micro_compact | テキストプレースホルダで置換 | 2 つのパスtime-based は直接内容をクリア、cached は API の `cache_edits` を使用legacy パスは削除済み) |
| micro_compact ホワイトリスト | 位置による(直近 3 件) | time-based は時間閾値でトリガー、cached はカウントでトリガー(`microCompact.ts` |
| tool_result_budget | 200KB 文字 | 200,000 文字(`toolLimits.ts:49` |
| compact_history 閾値 | 文字数で推定 | 精密な token 数:`contextWindow - maxOutputTokens - 13_000` |
| 要約の要求 | 5 種類の情報 | 9 つのセクション + `<analysis>`/`<summary>` デュアルタグ |
| 圧縮プロンプト | シンプルなプロンプト | 先頭と末尾に二重の安全ガードでツール呼び出しを禁止 |
| PTL retry | あり(簡略版) | `truncateHeadForPTLRetry()` がメッセージグループ単位でロールバック(`compact.ts:243-290` |
| 圧縮後のリカバリ | なし(教学版は要約のみ保持) | 直近のファイル、計画、agent/skill/tool などの自動再付加 |
| サーキットブレーカー | 3 回 | 3 回(`autoCompact.ts:70` |
| reactive リトライ | 1 回 | CC にはより精緻な段階別リトライがある |
### 実行順序の詳細
CC ソース `query.ts` での実際の順序:
1. `applyToolResultBudget`L379まず大きな結果を処理し、完全な内容を退避
2. `snipCompact`L403中間メッセージを切り捨て
3. `microcompact`L414古い結果のプレースホルダ化
4. `contextCollapse`L441独立したコンテキスト管理システム教学版にはなし
5. `autoCompact`L454LLM 全量要約
教学版の budget → snip → micro の順序はこれと一致する。教学版には contextCollapse メカニズムがない。
### 完全な定数リファレンス
| 定数 | 値 | ソースファイル |
|------|-----|--------|
| `AUTOCOMPACT_BUFFER_TOKENS` | 13,000 | `autoCompact.ts:62` |
| `MAX_CONSECUTIVE_AUTOCOMPACT_FAILURES` | 3 | `autoCompact.ts:70` |
| `MAX_OUTPUT_TOKENS_FOR_SUMMARY` | 20,000 | `autoCompact.ts:30` |
| `POST_COMPACT_TOKEN_BUDGET` | 50,000 | `compact.ts:123` |
| `POST_COMPACT_MAX_FILES_TO_RESTORE` | 5 | `compact.ts:122` |
| `POST_COMPACT_MAX_TOKENS_PER_FILE` | 5,000 | `compact.ts:124` |
| 時間ベース micro_compact 間隔 | 60 分 | `timeBasedMCConfig.ts` |
| `MAX_COMPACT_STREAMING_RETRIES` | 2 | `compact.ts:131` |
### contextCollapse と sessionMemoryCompact
CC ソースコードには、この教学版では展開していない 2 つのメカニズムが存在する:
- **contextCollapse**:独立したコンテキスト管理システム。有効時には proactive autocompact を抑制し(`autoCompact.ts:215-222`、collapse の commit/blocking フローがコンテキスト管理を引き継ぐ。ただし manual `/compact` と reactive fallback は独立パスのままで、contextCollapse の影響を受けない。
- **sessionMemoryCompact**compact_history の前に、CC は既存の session memorys09 で解説を使った軽量要約を先に試みる。LLM を呼び出さない。このメカニズムは s09 を学んだ後に振り返るとより理解しやすい。
### 圧縮プロンプトの中身
CC の圧縮プロンプトには 2 つの厳格な要件がある:
1. **ツール呼び出しの絶対禁止**:冒頭が `CRITICAL: Respond with TEXT ONLY. Do NOT call any tools.` で、末尾にも再度 REMINDER がある
2. **先に分析してから要約**:モデルはまず `<analysis>` タグで思考を整理し、その後 `<summary>` タグで正式な要約を出力する。analysis はフォーマット時に除去される
### 教学版の簡略化は意図的
- micro_compact でテキストプレースホルダを使用 → API 層の `cache_edits` 権限がないため
- token を文字数で推定 → 精密な tokenizer は教学の対象外
- 圧縮後のリカバリを省略 → 教学版は要約のみを保持し、ファイルの自動再付加を行わない
- 2 つの補助メカニズムを展開しない → 10% の細部に属する
コア設計思想、安価なものを先に高価なものを後に、は完全に保持されている。
</details>
<!-- translation-sync: zh@v1, en@v1, ja@v1 -->