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消息是 LangChain 中模型上下文的基本单元。它们代表模型的输入和输出,携带与 LLM 交互时表示对话状态所需的内容和元数据。 消息是包含以下内容的对象:
  • 角色 - 标识消息类型(例如 systemuser
  • 内容 - 表示消息的实际内容(如文本、图像、音频、文档等)
  • 元数据 - 可选字段,如响应信息、消息 ID 和令牌使用情况
LangChain 提供了一个适用于所有模型提供商的标准消息类型,确保无论调用哪个模型,行为都保持一致。

基本用法

使用消息的最简单方法是创建消息对象,并在调用时将它们传递给模型。
from langchain.chat_models import init_chat_model
from langchain.messages import HumanMessage, AIMessage, SystemMessage

model = init_chat_model("openai:gpt-5-nano")

system_msg = SystemMessage("You are a helpful assistant.")
human_msg = HumanMessage("Hello, how are you?")

# 与聊天模型一起使用
messages = [system_msg, human_msg]
response = model.invoke(messages)  # 返回 AIMessage

文本提示

文本提示是字符串 - 适用于不需要保留对话历史的简单生成任务。
response = model.invoke("Write a haiku about spring")
在以下情况下使用文本提示:
  • 您有单个独立的请求
  • 不需要对话历史
  • 希望代码复杂度最低

消息提示

或者,您可以通过提供消息对象列表,将消息列表传递给模型。
from langchain.messages import SystemMessage, HumanMessage, AIMessage

messages = [
    SystemMessage("You are a poetry expert"),
    HumanMessage("Write a haiku about spring"),
    AIMessage("Cherry blossoms bloom...")
]
response = model.invoke(messages)
在以下情况下使用消息提示:
  • 管理多轮对话
  • 处理多模态内容(图像、音频、文件)
  • 包含系统指令

字典格式

您也可以直接以 OpenAI 聊天补全格式指定消息。
messages = [
    {"role": "system", "content": "You are a poetry expert"},
    {"role": "user", "content": "Write a haiku about spring"},
    {"role": "assistant", "content": "Cherry blossoms bloom..."}
]
response = model.invoke(messages)

消息类型

系统消息

SystemMessage 代表一组初始指令,用于引导模型的行为。您可以使用系统消息来设定语气、定义模型的角色并为响应建立指导原则。
基本指令
system_msg = SystemMessage("You are a helpful coding assistant.")

messages = [
    system_msg,
    HumanMessage("How do I create a REST API?")
]
response = model.invoke(messages)
详细角色设定
from langchain.messages import SystemMessage, HumanMessage

system_msg = SystemMessage("""
You are a senior Python developer with expertise in web frameworks.
Always provide code examples and explain your reasoning.
Be concise but thorough in your explanations.
""")

messages = [
    system_msg,
    HumanMessage("How do I create a REST API?")
]
response = model.invoke(messages)

用户消息

HumanMessage 代表用户输入和交互。它们可以包含文本、图像、音频、文件以及任何其他数量的多模态内容

文本内容

response = model.invoke([
  HumanMessage("What is machine learning?")
])

消息元数据

添加元数据
human_msg = HumanMessage(
    content="Hello!",
    name="alice",  # 可选:标识不同用户
    id="msg_123",  # 可选:用于追踪的唯一标识符
)
name 字段的行为因提供商而异 - 有些将其用于用户识别,有些则忽略它。要检查,请参阅模型提供商的参考文档

AI 消息

AIMessage 代表模型调用的输出。它们可以包含多模态数据、工具调用以及稍后可以访问的提供商特定元数据。
response = model.invoke("Explain AI")
print(type(response))  # <class 'langchain_core.messages.AIMessage'>
AIMessage 对象在调用模型时由模型返回,其中包含响应中的所有关联元数据。 提供商对不同类型消息的权衡/情境化方式不同,这意味着有时手动创建一个新的 AIMessage 对象并将其插入到消息历史中(就像来自模型一样)会很有帮助。
from langchain.messages import AIMessage, SystemMessage, HumanMessage

# 手动创建 AI 消息(例如,用于对话历史)
ai_msg = AIMessage("I'd be happy to help you with that question!")

# 添加到对话历史
messages = [
    SystemMessage("You are a helpful assistant"),
    HumanMessage("Can you help me?"),
    ai_msg,  # 像来自模型一样插入
    HumanMessage("Great! What's 2+2?")
]

response = model.invoke(messages)
text
string
消息的文本内容。
content
string | dict[]
消息的原始内容。
content_blocks
ContentBlock[]
消息的标准化的内容块
tool_calls
dict[] | None
模型进行的工具调用。如果没有调用工具则为空。
id
string
消息的唯一标识符(由 LangChain 自动生成或在提供商响应中返回)
usage_metadata
dict | None
消息的使用情况元数据,在可用时可以包含令牌计数。
response_metadata
ResponseMetadata | None
消息的响应元数据。

工具调用

当模型进行工具调用时,它们会包含在 AIMessage 中:
from langchain.chat_models import init_chat_model

model = init_chat_model("openai:gpt-5-nano")

def get_weather(location: str) -> str:
    """Get the weather at a location."""
    ...

model_with_tools = model.bind_tools([get_weather])
response = model_with_tools.invoke("What's the weather in Paris?")

for tool_call in response.tool_calls:
    print(f"Tool: {tool_call['name']}")
    print(f"Args: {tool_call['args']}")
    print(f"ID: {tool_call['id']}")
其他结构化数据,如推理过程或引用,也可能出现在消息内容中。

令牌使用情况

AIMessage 可以在其 usage_metadata 字段中保存令牌计数和其他使用情况元数据:
from langchain.chat_models import init_chat_model

model = init_chat_model("openai:gpt-5-nano")

response = model.invoke("Hello!")
response.usage_metadata
{'input_tokens': 8,
 'output_tokens': 304,
 'total_tokens': 312,
 'input_token_details': {'audio': 0, 'cache_read': 0},
 'output_token_details': {'audio': 0, 'reasoning': 256}}
有关详细信息,请参见 UsageMetadata

流式传输和块

在流式传输期间,您将收到 AIMessageChunk 对象,这些对象可以组合成完整的消息对象:
chunks = []
full_message = None
for chunk in model.stream("Hi"):
    chunks.append(chunk)
    print(chunk.text)
    full_message = chunk if full_message is None else full_message + chunk

工具消息

对于支持工具调用的模型,AI 消息可以包含工具调用。工具消息用于将单个工具执行的结果传递回模型。 工具可以直接生成 ToolMessage 对象。下面我们展示一个简单的例子。在工具指南中阅读更多内容。
# 在模型进行工具调用之后
ai_message = AIMessage(
    content=[],
    tool_calls=[{
        "name": "get_weather",
        "args": {"location": "San Francisco"},
        "id": "call_123"
    }]
)

# 执行工具并创建结果消息
weather_result = "Sunny, 72°F"
tool_message = ToolMessage(
    content=weather_result,
    tool_call_id="call_123"  # 必须与调用 ID 匹配
)

# 继续对话
messages = [
    HumanMessage("What's the weather in San Francisco?"),
    ai_message,  # 模型的工具调用
    tool_message,  # 工具执行结果
]
response = model.invoke(messages)  # 模型处理结果
content
string
required
工具调用的字符串化输出。
tool_call_id
string
required
此消息所响应的工具调用的 ID。(必须与 AIMessage 中工具调用的 ID 匹配)
name
string
required
被调用工具的名称。
artifact
dict
不发送给模型但可以通过编程方式访问的附加数据。
artifact 字段存储不会发送给模型但可以通过编程方式访问的补充数据。这对于存储原始结果、调试信息或用于下游处理的数据非常有用,而不会使模型的上下文变得混乱。
例如,一个检索工具可以从文档中检索一段文本供模型参考。消息 content 包含模型将参考的文本,而 artifact 可以包含文档标识符或其他应用程序可以使用的元数据(例如,用于渲染页面)。参见下面的示例:
from langchain.messages import ToolMessage

# 发送给模型
message_content = "It was the best of times, it was the worst of times."

# 下游可用的 artifact
artifact = {"document_id": "doc_123", "page": 0}

tool_message = ToolMessage(
    content=message_content,
    tool_call_id="call_123",
    name="search_books",
    artifact=artifact,
)
有关使用 LangChain 构建检索智能体的端到端示例,请参阅 RAG 教程

消息内容

您可以将消息的内容视为发送给模型的数据负载。消息有一个 content 属性,它是松散类型的,支持字符串和未类型化对象的列表(例如字典)。这允许在 LangChain 聊天模型中直接支持提供商原生结构,例如多模态内容和其他数据。 另外,LangChain 为文本、推理、引用、多模态数据、服务器端工具调用和其他消息内容提供了专用的内容类型。参见下面的内容块 LangChain 聊天模型接受 content 属性中的消息内容,并且可以包含:
  1. 一个字符串
  2. 提供商原生格式的内容块列表
  3. LangChain 标准内容块的列表
参见下面使用多模态输入的示例:
from langchain.messages import HumanMessage

# 字符串内容
human_message = HumanMessage("Hello, how are you?")

# 提供商原生格式(例如,OpenAI)
human_message = HumanMessage(content=[
    {"type": "text", "text": "Hello, how are you?"},
    {"type": "image_url", "image_url": {"url": "https://example.com/image.jpg"}}
])

# 标准内容块列表
human_message = HumanMessage(content_blocks=[
    {"type": "text", "text": "Hello, how are you?"},
    {"type": "image", "url": "https://example.com/image.jpg"},
])
在初始化消息时指定 content_blocks 仍将填充消息的 content,但为此提供了类型安全的接口。

标准内容块

LangChain 提供了一个适用于所有提供商的标准消息内容表示。 消息对象实现了一个 content_blocks 属性,该属性将惰性解析 content 属性为标准化的、类型安全的表示。例如,由 ChatAnthropicChatOpenAI 生成的消息将分别包含 thinkingreasoning 块,格式为各自提供商的格式,但可以惰性解析为一致的 ReasoningContentBlock 表示:
from langchain.messages import AIMessage

message = AIMessage(
    content=[
        {"type": "thinking", "thinking": "...", "signature": "WaUjzkyp..."},
        {"type": "text", "text": "..."},
    ],
    response_metadata={"model_provider": "anthropic"}
)
message.content_blocks
[{'type': 'reasoning',
  'reasoning': '...',
  'extras': {'signature': 'WaUjzkyp...'}},
 {'type': 'text', 'text': '...'}]
请参阅集成指南以开始使用您选择的推理提供商。
序列化标准内容如果 LangChain 外部的应用程序需要访问标准内容块表示,您可以选择将内容块存储在消息内容中。为此,您可以将 LC_OUTPUT_VERSION 环境变量设置为 v1。或者,使用 output_version="v1" 初始化任何聊天模型:
from langchain.chat_models import init_chat_model

model = init_chat_model("openai:gpt-5-nano", output_version="v1")

多模态

多模态是指处理不同形式数据的能力,例如文本、音频、图像和视频。LangChain 包含了可以跨提供商使用的这些数据的标准类型。 聊天模型可以接受多模态数据作为输入并生成多模态数据作为输出。下面我们展示了包含多模态数据的输入消息的简短示例。
额外的键可以包含在内容块的顶层或嵌套在 "extras": {"key": value} 中。例如,OpenAIAWS Bedrock Converse 要求 PDF 具有文件名。有关具体细节,请参阅您所选模型的提供商页面
# 从 URL
message = {
    "role": "user",
    "content": [
        {"type": "text", "text": "Describe the content of this image."},
        {"type": "image", "url": "https://example.com/path/to/image.jpg"},
    ]
}

# 从 base64 数据
message = {
    "role": "user",
    "content": [
        {"type": "text", "text": "Describe the content of this image."},
        {
            "type": "image",
            "base64": "AAAAIGZ0eXBtcDQyAAAAAGlzb21tcDQyAAACAGlzb2...",
            "mime_type": "image/jpeg",
        },
    ]
}

# 从提供商管理的文件 ID
message = {
    "role": "user",
    "content": [
        {"type": "text", "text": "Describe the content of this image."},
        {"type": "image", "file_id": "file-abc123"},
    ]
}
并非所有模型都支持所有文件类型。请检查模型提供商的参考文档以了解支持的格式和大小限制。

内容块参考

内容块表示为类型化字典的列表(在创建消息或访问 content_blocks 属性时)。列表中的每个项目必须符合以下块类型之一:
用途: 标准文本输出
type
string
required
总是 "text"
text
string
required
文本内容
annotations
object[]
文本的注释列表
extras
object
额外的提供商特定数据
示例:
{
    "type": "text",
    "text": "Hello world",
    "annotations": []
}
用途: 模型推理步骤
type
string
required
总是 "reasoning"
reasoning
string
推理内容
extras
object
额外的提供商特定数据
示例:
{
    "type": "reasoning",
    "reasoning": "The user is asking about...",
    "extras": {"signature": "abc123"},
}
用途: 图像数据
type
string
required
总是 "image"
url
string
指向图像位置的 URL。
base64
string
Base64 编码的图像数据。
id
string
引用外部存储图像(例如,在提供商的文件系统或存储桶中)的引用 ID。
mime_type
string
图像 MIME 类型(例如,image/jpegimage/png
用途: 音频数据
type
string
required
总是 "audio"
url
string
指向音频位置的 URL。
base64
string
Base64 编码的音频数据。
id
string
引用外部存储音频文件(例如,在提供商的文件系统或存储桶中)的引用 ID。
mime_type
string
音频 MIME 类型(例如,audio/mpegaudio/wav
用途: 视频数据
type
string
required
总是 "video"
url
string
指向视频位置的 URL。
base64
string
Base64 编码的视频数据。
id
string
引用外部存储视频文件(例如,在提供商的文件系统或存储桶中)的引用 ID。
mime_type
string
视频 MIME 类型(例如,video/mp4video/webm
用途: 通用文件(PDF 等)
type
string
required
总是 "file"
url
string
指向文件位置的 URL。
base64
string
Base64 编码的文件数据。
id
string
引用外部存储文件(例如,在提供商的文件系统或存储桶中)的引用 ID。
mime_type
string
文件 MIME 类型(例如,application/pdf
用途: 文档文本(.txt.md
type
string
required
总是 "text-plain"
text
string
文本内容
mime_type
string
文本的 MIME 类型(例如,text/plaintext/markdown
用途: 函数调用
type
string
required
总是 "tool_call"
name
string
required
要调用的工具名称
args
object
required
传递给工具的参数
id
string
required
此工具调用的唯一标识符
示例:
{
    "type": "tool_call",
    "name": "search",
    "args": {"query": "weather"},
    "id": "call_123"
}
用途: 流式工具调用片段
type
string
required
总是 "tool_call_chunk"
name
string
被调用工具的名称
args
string
部分工具参数(可能是不完整的 JSON)
id
string
工具调用标识符
index
number | string
此块在流中的位置
用途: 格式错误的调用,旨在捕获 JSON 解析错误。
type
string
required
总是 "invalid_tool_call"
name
string
调用失败的工具名称
args
object
传递给工具的参数
error
string
出错描述
用途: 在服务器端执行的工具调用。
type
string
required
总是 "server_tool_call"
id
string
required
与工具调用关联的标识符。
name
string
required
要调用的工具名称。
args
string
required
部分工具参数(可能是不完整的 JSON)
用途: 流式服务器端工具调用片段
type
string
required
总是 "server_tool_call_chunk"
id
string
与工具调用关联的标识符。
name
string
被调用工具的名称
args
string
部分工具参数(可能是不完整的 JSON)
index
number | string
此块在流中的位置
用途: 搜索结果
type
string
required
总是 "server_tool_result"
tool_call_id
string
required
相应服务器工具调用的标识符。
id
string
与服务器工具结果关联的标识符。
status
string
required
服务器端工具的执行状态。"success""error"
output
已执行工具的输出。
用途: 提供商特定的转义机制
type
string
required
总是 "non_standard"
value
object
required
提供商特定的数据结构
用法: 用于实验性或提供商独有的功能
额外的提供商特定内容类型可以在每个模型提供商的参考文档中找到。
API 参考 中查看规范的类型定义。
内容块在 LangChain v1 中作为消息的新属性引入,旨在跨提供商标准化内容格式,同时保持与现有代码的向后兼容性。内容块不是 content 属性的替代品,而是一个新属性,可用于以标准化格式访问消息的内容。

与聊天模型一起使用

聊天模型接受一系列消息对象作为输入,并返回一个 AIMessage 作为输出。交互通常是无状态的,因此一个简单的对话循环涉及使用不断增长的消息列表调用模型。 请参阅以下指南以了解更多信息:
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