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# s12: Task System — 目标太大，拆成小任务
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[English](README.md) · [中文](README.zh.md) · [日本語](README.ja.md)
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s01 → ... → s10 → s11 → `s12` → [s13](../s13_background_tasks/) → s14 → ... → s20 → s21
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> *"大目标拆成小任务, 排好序, 持久化"* — 文件持久化的任务图, 多 agent 协作的基础。
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> **Harness 层**: 任务 — 持久化的目标, 可恢复的进度。
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## 问题
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Agent 接到一个项目：搭数据库、写 API、加测试。它用 s05 的 TodoWrite 列了一张清单，然后开始写 API，写到一半发现没数据库表，回头补；加测试时发现 API 接口签名又变了...
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盖房子不能先盖屋顶再打地基。任务之间有先后。任务之间的前置依赖可以表示为有向无环图（DAG），本章用 `blockedBy` 记录这些依赖。
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s05 的 TodoWrite 是当前任务的执行清单，保存在会话内存中。这里需要的是**任务系统**：每个任务是一个 JSON 文件，任务之间有 `blockedBy` 依赖，跨会话持久化在磁盘上。
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## 解决方案
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本章新增 5 个任务工具、`.tasks/` 目录持久化和 `blockedBy` 依赖检查。
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TodoWrite vs Task System：
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| | TodoWrite (s05) | Task System (s12) |
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| 定位 | 当前任务的执行清单 | 可恢复的任务系统 |
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| 存储 | 进程内 / 会话状态 | `.tasks/{id}.json` |
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| 依赖 | 无 | `blockedBy` / `blocks` 依赖图 |
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| 生命周期 | 当前会话 / 当前任务 | 跨会话保留 |
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| 分工 | 不负责任务认领 | `owner` / claim |
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| 状态 | pending / in_progress / completed | pending / in_progress / completed |
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| 粒度 | Agent 自己的步骤 | 可被认领、追踪、解锁的任务 |
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| 更新契约 | 整表替换 | 对单条记录执行创建、读取、更新、列举 |
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## 工作原理
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### Task: 数据结构
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每个任务是一个 JSON 文件，存于 `.tasks/` 目录：
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```python
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@dataclass
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class Task:
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id: str
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subject: str
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description: str
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status: str # pending | in_progress | completed
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owner: str | None # Agent 名（多 Agent 场景）
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blockedBy: list[str] # 依赖的任务 ID 列表
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```
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ID 使用 `timestamp + random hex` 生成。
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### create_task: 创建任务
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```python
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def create_task(subject: str, description: str = "",
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blockedBy: list[str] | None = None) -> Task:
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task = Task(
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id=f"task_{int(time.time())}_{random_hex(4)}",
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subject=subject, description=description,
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status="pending", owner=None,
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blockedBy=blockedBy or [],
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)
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save_task(task)
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return task
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```
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创建时自动 `save_task` 到 `.tasks/{id}.json`。`blockedBy` 声明依赖，比如 "写 API" 的 `blockedBy` 是 `["task_schema"]`。
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### can_start: 依赖检查
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一个任务只能在它的 `blockedBy` **全部 completed** 之后才能开始：
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```python
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def can_start(task_id: str) -> bool:
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task = load_task(task_id)
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for dep_id in task.blockedBy:
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if not _task_path(dep_id).exists():
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return False # missing dependency = blocked
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dep = load_task(dep_id)
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if dep.status != "completed":
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return False
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return True
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```
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`can_start` 是 `claim_task` 的前置检查：`blockedBy` 里有任何一个不是 completed，就不能认领。不存在的依赖视为 blocked，避免引用错误 ID 时崩溃。
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### claim_task: 认领任务
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Agent 开始做一个任务时，调用 `claim_task`：设置 `owner`，状态从 `pending` → `in_progress`。`owner` 字段记录谁在做这个任务，多 Agent 场景下防止重复认领：
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```python
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def claim_task(task_id: str, owner: str = "agent") -> str:
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task = load_task(task_id)
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if task.status != "pending":
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return f"Task {task_id} is {task.status}, cannot claim"
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if not can_start(task_id):
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deps = [d for d in task.blockedBy
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if load_task(d).status != "completed"]
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return f"Blocked by: {deps}"
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task.owner = owner
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task.status = "in_progress"
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save_task(task)
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return f"Claimed {task_id} ({task.subject})"
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```
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如果任务已被别人认领（`status != "pending"`），或者依赖没完成（`can_start` 返回 False），拒绝认领。
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### complete_task: 完成与解锁
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任务做完后，设为 `completed`。同时扫描所有其他任务，找出**刚刚被解锁**的下游任务：
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```python
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def complete_task(task_id: str) -> str:
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task = load_task(task_id)
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task.status = "completed"
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save_task(task)
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# 找出被解锁的下游任务
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unblocked = [t.subject for t in list_tasks()
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if t.status == "pending" and t.blockedBy
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and can_start(t.id)]
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msg = f"Completed {task_id} ({task.subject})"
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if unblocked:
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msg += f"\nUnblocked: {', '.join(unblocked)}"
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return msg
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```
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完成 "schema" 后，"endpoints" 和 "docs" 的 `can_start` 返回 True，它们可以开始。
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### get_task: 查看完整细节
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`list_tasks` 只显示一行摘要。`get_task` 返回完整的任务 JSON，包括 description 和依赖细节。跨会话恢复时，Agent 需要读取完整描述才能继续工作：
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```python
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def get_task(task_id: str) -> str:
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task = load_task(task_id)
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return json.dumps(asdict(task), indent=2)
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```
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### 状态机: 两个动作，三个状态
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```
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pending ──claim──→ in_progress ──complete──→ completed
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```
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这里的 `claim` / `complete` 是动作，`pending` / `in_progress` / `completed` 是状态：
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- **claim_task**: `pending` → `in_progress`。设置 owner，开始工作。
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- **complete_task**: `in_progress` → `completed`。把任务标记为完成，并解锁下游。
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### 合起来跑
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```python
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# 创建有依赖的任务
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schema = create_task("setup database schema")
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endpoints = create_task("create API endpoints", blockedBy=[schema.id])
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tests = create_task("write tests", blockedBy=[endpoints.id])
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docs = create_task("write docs", blockedBy=[schema.id])
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# Agent 认领第一个可做的任务
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claim_task(schema.id) # ✓ Claimed (无依赖)
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complete_task(schema.id) # ✓ Completed → 解锁 endpoints, docs
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claim_task(endpoints.id) # ✓ Claimed (schema 已完成)
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complete_task(endpoints.id) # ✓ Completed → 解锁 tests
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claim_task(docs.id) # ✓ Claimed (schema 已完成)
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complete_task(docs.id) # ✓ Completed
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claim_task(tests.id) # ✓ Claimed (endpoints 已完成)
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complete_task(tests.id) # ✓ Completed
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```
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每个 `create_task` 写一个 JSON 文件，每个 `claim_task` / `complete_task` 更新文件。跨会话时，`.tasks/` 目录还在，Agent 读文件就能恢复进度。
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## 相对 s11 的变更
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| 组件 | 之前 (s11) | 之后 (s12) |
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| 任务管理 | 无 | Task dataclass + 5 个工具 |
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| 新类型 | — | Task（id, subject, description, status, owner, blockedBy） |
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| 存储 | 无持久化 | `.tasks/{id}.json` 跨会话 |
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| 依赖 | 无 | `blockedBy` 图 + `can_start` 检查 |
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| 工具 | bash, read_file, write_file (3) | + create_task, list_tasks, get_task, claim_task, complete_task (8) |
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| 生命周期 | — | pending → in_progress → completed（无 release 回退） |
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## 试一下
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```sh
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cd learn-claude-code
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python s12_task_system/code.py
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```
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试试这些 prompt：
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1. `Create tasks: setup database schema, create API endpoints (depends on schema), write tests (depends on endpoints), write docs (depends on schema)`
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2. `List all tasks and their statuses`
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3. `Claim the first unblocked task and complete it`
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4. `List tasks again — which ones are now unblocked?`
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观察重点：`.tasks/` 目录下是否生成了 JSON 文件？完成任务后，被阻塞的任务是否解锁？
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## 接下来
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任务图有了。但有些任务要跑很久——比如全量测试、部署到服务器。Agent 调 LLM 按量计费，不能干等一个慢操作。
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s13 Background Tasks → 慢操作放后台。Agent 继续处理其他任务，后台跑完了通知它。
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<!-- translation-sync: zh@v1, en@v1, ja@v1 -->
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