大家好~ 今天给大家拆解一款极具参考价值的个人AI助手——OpenClaw(改名前Moltbot/Clawdbot),深入它的底层架构,看看其中藏着哪些AI工程师能直接借鉴的实战思路。
我深入研究了OpenClaw的架构设计,以及它处理智能体执行、工具调用、浏览器操作等功能的底层逻辑,发现其中蕴藏着诸多值得AI工程师借鉴的设计思路与实践经验。
弄懂OpenClaw的底层工作原理,不仅能让我们更透彻地理解这套系统的整体设计和核心能力,更重要的是,能清晰把握它的优势领域与短板不足。
我最初展开这项研究,只是出于个人好奇:想探究OpenClaw是如何管理记忆数据的,以及它的运行可靠性究竟如何。
今天,就为大家拆解OpenClaw的表层核心工作机制,全程干货,建议收藏慢慢看~
一、从技术本质定义OpenClaw
大家都知道,OpenClaw是一款个人智能助手,既可本地部署运行,也能通过大模型API调用,在手机上就能轻松操作使用。但它的技术本质究竟是什么?
OpenClaw的核心,是一个基于TypeScript开发的命令行界面(CLI)应用。
划重点:它既非Python开发的项目,也不是Next.js应用,更不是传统的网页应用。
它作为一个独立运行的进程,主要实现以下4大核心功能:
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在本地设备运行,并启动网关服务处理所有渠道的连接请求(电报、WhatsApp、Slack等)
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调用各类大模型API(Anthropic、OpenAI、本地大模型等)
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本地执行各类工具命令
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实现用户在电脑上的各类操作需求
二、核心架构全解析(从发消息到收回复)
为了更通俗地解释其架构设计,我以用户向OpenClaw发送消息到用户收到回复的全流程为例,拆解具体执行步骤,一看就懂~

当你在即时通讯工具中向OpenClaw发送指令后,系统会依次执行以下6个环节:
1. 渠道适配器:消息的“预处理中转站”
渠道适配器会接收你的消息并进行预处理,核心是标准化消息格式、提取附件。
关键设计:不同的即时通讯工具(电报、WhatsApp等)和输入流,都配有专属的适配器,避免格式混乱。
2. 网关服务:系统的“核心枢纽”
网关服务是整个系统的任务/会话协调中心,核心作用有两个:
① 接收预处理后的消息,将其精准分发至对应的会话;② 支持处理多个重叠的请求,避免冲突。
这里有个非常值得借鉴的设计——基于通道的命令队列:
每个会话都有专属的执行通道,保证单个会话的操作有序执行;而低风险、可并行的任务(如定时任务),则可在并行通道中运行,兼顾效率。
这个设计彻底规避了传统异步/等待(async/await)代码的混乱嵌套问题——要知道,过度并行化会严重降低系统可靠性,还会引发大量难以调试的bug。
核心设计原则:默认序列化执行,显式声明并行执行
但凡做过智能体开发的工程师,想必都有过类似的踩坑经历。这一思路,也与Cognition公司在《别再构建多智能体系统》博文中的核心观点不谋而合。
举个反例:如果为每个智能体简单配置异步执行,最终只会得到一堆交错混乱的执行结果——日志杂乱无章、无法追溯;若多个智能体共享状态,还需时刻警惕竞态条件的问题。
OpenClaw的优化的点在于:将“通道”设计为队列的上层抽象,把“序列化执行”作为默认架构(而非后期补充的优化)。
这一设计直接改变了开发思维:从思考“我需要为哪些内容加锁?”,转变为思考“哪些操作并行执行是安全的?”,极大降低了开发复杂度。
3. 智能体运行器:AI能力的“承载者”
这是真正承载AI能力的核心模块,全程自动化处理,核心工作有4件事:
① 自动匹配适配的大模型;② 匹配对应的API密钥(若当前密钥失效,自动将该配置标记为冷却状态,尝试下一个);③ 主模型调用失败时,自动降级至备用模型,保证可用性;④ 动态拼接系统提示词。
重点细节:智能体运行器会结合可用工具、技能、记忆数据,动态拼接系统提示词,再加入会话历史记录(存储在.jsonl文件中),生成完整的大模型输入内容。
除此之外,它还会调用“上下文窗口守卫模块”,校验是否有足够的上下文空间——若上下文即将占满,系统会要么对会话内容进行压缩(总结上下文),要么优雅地终止请求,避免崩溃。
4. 大模型API调用:结果的“生成环节”
这一环节主要负责实际的大模型调用,核心亮点有两个:
① 以流式方式返回结果,提升用户体验;② 对不同大模型提供商的API做了抽象封装,实现调用层统一,后续切换模型无需大幅修改代码。
补充:若所调用的大模型支持,该模块还能触发“深度思考”功能,提升回复的准确性。
5. 智能体循环:工具调用的“核心循环”
这是OpenClaw实现复杂操作的关键环节,逻辑很简单:
若大模型返回的是工具调用指令,OpenClaw会在本地执行该指令,并将执行结果添加至会话中;这一过程不断循环,直到大模型返回最终文本回复,或达到最大循环次数(默认约20次)。
划重点:OpenClaw的核心亮点——电脑操作能力,就是在这个环节实现的。
6. 回复通路:结果的“反馈与留存”
这一环节的逻辑十分标准,核心是“反馈+留存”:
① 反馈:回复内容通过原输入渠道(如微信、电报)反馈给用户,保证体验连贯;② 留存:会话数据被持久化存储在.jsonl文件中,文件中每一行都是一个JSON对象,包含用户消息、工具调用记录、执行结果、AI回复等全量信息。
而这,也是OpenClaw实现记忆功能的核心方式——基于会话的记忆。
以上就是OpenClaw的基础架构流程,接下来我们聚焦3个最关键的核心组件,拆解其中的设计亮点。
三、OpenClaw的记忆管理机制(不做“金鱼式”AI)
没有完善的记忆系统,一款AI助手的能力就会像金鱼一样转瞬即忘。OpenClaw通过两套系统,实现了高效的记忆管理,设计简洁却实用。
两套记忆存储系统
① 会话记忆:前文提到的JSONL格式会话记录文件,存储每一次会话的全量信息;② 长期记忆:存储在MEMORY.md文件或memory/文件夹中的Markdown格式记忆文件,用于长期留存关键信息。
混合检索方案(向量+关键词)
OpenClaw采用向量检索+关键词匹配的混合方案,兼顾语义匹配的灵活性和关键词匹配的精准性,这是非常实用的设计。
举个例子:搜索“认证漏洞(authentication bug)”时,既能检索到提及“认证问题(auth issues)”的文档(语义匹配,捕捉同义表达),也能精准匹配到包含该精确短语的内容(关键词匹配,锁定核心)。
技术实现细节(可直接借鉴)
① 向量检索:基于SQLite实现,无需额外部署复杂的向量数据库,降低部署成本;② 关键词检索:依托SQLite的扩展插件FTS5实现,轻量化且高效;③ 嵌入向量:生成提供商支持自定义配置,适配不同的大模型需求。
简洁却高效的记忆同步与生成
两个关键设计,保证记忆的及时性和简洁性:
① 智能同步:文件监视器检测到记忆文件变化时,自动触发同步更新,无需手动操作;② 自动生成:记忆文件由智能体通过标准的文件写入工具生成,无需专属的记忆写入API——智能体只需直接向memory/*.md路径写入内容即可。
补充:新会话启动时,系统会自动抓取上一次会话内容,生成Markdown格式的总结,存入长期记忆,实现记忆的连贯。
OpenClaw的记忆系统设计异常简洁,与我们在CamelAIOrg中实现的工作流记忆高度相似:无需记忆合并,也没有月度/周度的记忆压缩操作。
这种简洁性见仁见智,但我始终推崇——可解释的简洁设计,远优于混乱复杂的嵌套式设计。
另外一个特点:OpenClaw的记忆会永久保存,且新旧记忆的权重基本一致,不存在所谓的“遗忘曲线”。
四、核心竞争力:电脑操作能力(OpenClaw的“护城河”)
OpenClaw最核心的优势,就是能直接操作你的电脑——这也是它的核心护城河之一。其实现逻辑很直观,但设计很严谨。
核心逻辑:OpenClaw为智能体赋予较高的电脑操作权限(风险由用户自行承担),通过“执行工具(exec tool)”,在3种环境中运行Shell命令:
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沙箱环境(默认):命令在Docker容器中运行,隔离本地环境,降低风险;
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本地主机:直接在用户的电脑上运行,适合需要调用本地资源的操作;
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远程设备:在联网的远程终端运行,实现远程控制。
除了Shell命令执行,OpenClaw还内置了3类核心工具,覆盖大部分电脑操作需求:
① 文件系统工具:支持读、写、编辑各类文件,轻松处理本地文档;
② 浏览器工具:基于Playwright开发,核心特性是“语义快照”(后文详细说);
③ 进程管理工具:支持后台长期运行命令、终止进程等,管控电脑运行状态。
五、安全机制设计(或说“是否真的安全?”)
开放电脑操作权限,安全必然是核心关注点。OpenClaw的安全设计,参考了Claude Code的思路,核心是“白名单管控+危险命令拦截”。
1. 命令白名单机制
OpenClaw设计了命令白名单,用户可对命令进行3类授权操作(操作时会弹出提示):单次允许、永久允许、拒绝。
白名单配置文件示例:
// ~/.clawdbot/exec-approvals.json { "agents": { "main": { "allowlist": [ { "pattern": "/usr/bin/npm", "lastUsedAt": 1706644800 }, { "pattern": "/opt/homebrew/bin/git", "lastUsedAt": 1706644900 } ] } } }
2. 预授权安全命令
一些基础的安全命令(如jq、grep、cut、sort、uniq、head、tail、tr、wc),已被系统预授权,可直接运行,无需用户额外批准,提升使用效率。
3. 危险命令默认拦截
系统会默认拦截所有危险的Shell语法结构,从源头规避风险,示例如下(这些命令会在执行前被直接拒绝):
# 以下命令在执行前会被直接拒绝: # these get rejected before execution: npm install $(cat /etc/passwd) # command substitution cat file > /etc/hosts # redirection rm -rf / || echo "failed" # chained with || (sudo rm -rf /) # subshell
总结:OpenClaw的安全设计核心原则是——在用户授权的范围内,赋予智能体最大的自主操作能力,兼顾安全性和灵活性。
六、浏览器工具亮点:语义快照技术
OpenClaw的浏览器工具,没有采用传统的截图方式,而是用了一种更高效的设计——语义快照。
核心定义:基于页面的可访问性树(ARIA)生成的文本化页面表征,简单说就是“用文本描述页面的所有元素”,而非图片展示。
- button "Sign In" [ref=1] - textbox "Email" [ref=2] - textbox "Password" [ref=3] - link "Forgot password?" [ref=4] - heading "Welcome back" - list - listitem "Dashboard" - listitem "Settings"
这一设计带来了4大显著优势,尤其适合AI处理:
① 轻量化:一张普通网页截图约5MB,而语义快照不足50KB,大幅节省存储和传输成本;
② 低令牌消耗:文本形式的快照,令牌消耗仅为图片的几分之一,降低大模型调用成本;
③ 易解析:AI可直接识别文本描述的元素(按钮、文本框等),无需进行图像识别,提升操作效率;
④ 通用性强:不受页面样式、分辨率影响,适配所有网页。
最后总结
OpenClaw的架构设计,整体给人的感觉是“简洁、实用、可落地”——没有复杂的冗余设计,每一个模块都有明确的目标,尤其适合AI工程师借鉴学习。
核心可借鉴的3个点:
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序列化优先的队列设计,规避并行带来的可靠性问题;
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简洁高效的混合记忆系统,兼顾轻量化和实用性;
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安全可控的电脑操作权限管控,平衡灵活性和安全性。
对于AI工程师来说,研究这类成熟的开源项目(OpenClaw可本地部署),远比单纯看理论文档更有收获——看懂它的底层实现,能帮我们更快地规避踩坑,提升自己的系统设计能力。
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