10. Spring AI 中如何实现工具调用（Tool Calling）？

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1. 💡 简要回答
2. 📝 详细解析
3. 🎯 面试总结

👔面试官：Spring AI 里怎么实现工具调用？跟 Function Calling 有什么区别？

🙋‍♂️我：就是给模型配几个工具，让模型自己决定调哪个。

👔面试官：具体怎么定义工具？模型怎么告诉你要调哪个工具？Spring AI 的工具管理和原生 Function Calling 比有什么优势？

🙋‍♂️我：……具体 API 不太清楚。

Spring AI 的工具调用机制比原生 Function Calling 更工程化。下面把完整实现讲清楚。

💡 简要回答

Spring AI 的工具调用基于 Function Calling 标准，但提供了更友好的封装：

• 用 @Tool 注解定义工具（不需要手写 JSON Schema）
• 框架自动生成工具描述和参数定义
• 支持工具回调的自动执行和结果回传
• 与 Spring 生态无缝集成（依赖注入、Bean 管理）

📝 详细解析

定义工具：@Tool 注解

@Service
public class WeatherTools {

    @Tool(description = "查询指定城市的实时天气，包括气温、天气状况、风向")
    public WeatherInfo getWeather(
        @ToolParam(description = "城市名称，如北京、上海、广州") String city,
        @ToolParam(description = "温度单位，celsius 或 fahrenheit", required = false) String unit) {

        // 调用天气 API
        return weatherApiClient.query(city, unit);
    }
}

public record WeatherInfo(
    String city,
    double temperature,
    String condition,
    String windDirection
) {}

@Tool 和 @ToolParam 注解让框架自动生成 JSON Schema，不需要手写。

注册工具到 ChatClient

@Configuration
public class ChatClientConfig {

    @Bean
    public ChatClient chatClient(ChatModel model, WeatherTools weatherTools) {
        return ChatClient.builder(model)
            .defaultTools(weatherTools)  // 注册工具 Bean
            .build();
    }
}

工具调用的完整流程

@Service
public class TravelAssistant {
    @Autowired
    private ChatClient chatClient;

    public String planTrip(String destination) {
        return chatClient.prompt()
            .user("我打算去%s旅游，帮我查一下天气" .formatted(destination))
            .call()  // Spring AI 自动处理工具调用循环
            .content();
    }
}

// 执行流程：
// 1. 用户问「我打算去杭州旅游，帮我查一下天气」
// 2. 模型判断需要调用 getWeather 工具，参数 city="杭州"
// 3. Spring AI 自动执行 WeatherTools.getWeather("杭州")
// 4. 结果回传给模型
// 5. 模型生成最终回答「杭州今天晴，25°C，适合出游」

工具调用的内部机制

用户提问
    ↓
LLM 判断：是否需要工具？
    ↓ 需要
生成 tool_calls JSON
    ↓
Spring AI 解析 tool_calls
    ↓
找到对应 Bean 方法，反射调用
    ↓
获取返回结果
    ↓
把结果塞进对话上下文
    ↓
再次调用 LLM
    ↓
返回最终答案

这个过程叫做 Tool Calling Loop，Spring AI 自动完成，开发者只需要写工具逻辑。

多工具管理

@Configuration
public class ToolConfig {

    @Bean
    public ChatClient chatClient(
            ChatModel model,
            WeatherTools weatherTools,
            SearchTools searchTools,
            CalculatorTools calculatorTools) {

        return ChatClient.builder(model)
            .defaultTools(weatherTools, searchTools, calculatorTools)
            .build();
    }
}

工具数量多时，建议：

1. 按业务模块拆分 Tool 类
2. 用 Bean 名称做命名空间
3. 工具描述要精确，避免模型选错

工具上下文传递

// 在多轮对话中保持工具状态
ChatClient chatClient = ChatClient.builder(model)
    .defaultTools(weatherTools)
    .defaultAdvisors(new MessageChatMemoryAdvisor(chatMemory))
    .build();

// 第一轮
chatClient.prompt()
    .user("杭州天气怎么样？")
    .advisors(a -> a.param(CHAT_MEMORY_CONVERSATION_ID, "session-001"))
    .call().content();

// 第二轮（模型记得上下文）
chatClient.prompt()
    .user("那边适合穿什么衣服？")  // 模型知道「那边」指杭州
    .advisors(a -> a.param(CHAT_MEMORY_CONVERSATION_ID, "session-001"))
    .call().content();

🎯 面试总结

Spring AI 工具调用的核心优势：注解驱动，自动 Schema 生成，Loop 自动处理。

三步使用：

1. 定义：@Tool + @ToolParam 注解
2. 注册：ChatClient.defaultTools()
3. 调用：框架自动处理 Tool Calling Loop

与原生 Function Calling 对比：

• 更少的样板代码：不需要手写 JSON Schema
• 更好的 Spring 集成：依赖注入、Bean 管理
• 更简单的多轮对话：配合 Advisor 自动维护上下文

面试时要能说出 Tool Calling Loop 的概念和 @Tool 注解的价值（省掉手写 Schema）。

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