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OpenClaw 架构设计全解析

幽淆 昨天 20:35
1.概述

OpenClaw 将传统的对话式机器人进化为具备行动能力的 Agent。它部署在您的本地硬件环境中,作为持续运行的智能助手,通过现有的消息系统与交互界面无缝接入并执行任务。
2.内容

2.1 什么是OpenClaw

OpenClaw 是一个可自托管的个人 AI 助手平台
它可以运行在您自己的基础设施上——无论是笔记本电脑、VPS、 Mac mini,还是云容器环境。
OpenClaw 将 AI 模型与您已经在使用的即时通讯工具无缝连接,例如:

  • WhatsApp
  • Discord
  • Slack
  • iMessage
  • Microsoft Teams
让 AI 助手真正融入您的日常沟通环境,而不是局限在某个网页或独立 App 中。
2.1.1 从“提示工程”到“系统工程”

OpenClaw 将 AI 助手视为一个基础设施问题,而不仅仅是提示工程问题。
它不会依赖让 LLM“记住上下文”或通过复杂提示词来维持安全与稳定。
相反,OpenClaw 在模型之外构建了一套结构化的执行环境,包括:

  • 完整的会话管理机制
  • 独立的长期与短期记忆系统
  • 工具沙箱与权限控制
  • 消息路由与多渠道编排
LLM 提供智能,
OpenClaw 提供操作系统。
模型负责“思考”,OpenClaw 负责“执行”。
2.1.2 数据与控制权:始终掌握在您手中

您可以完全掌控:

  • 助手运行在什么位置
  • 消息如何路由
  • 可使用哪些工具
  • 会话如何隔离
模型 API 请求仍然会发送至:

  • Anthropic
  • OpenAI
  • 或您自部署的模型服务
但以下内容全部保留在您的基础设施中:

  • 对话历史
  • 工具执行记录
  • 会话状态
  • 编排逻辑与系统控制流
智能可以在云端,
控制权必须在本地。
2.2 架构介绍

2.2.1 OpenClaw:AI 代理操作系统

OpenClaw 并非对 AI 模型 API 的简单封装。
它是一个 AI 代理操作系统(Agent OS)
OpenClaw 将 AI 视为一个系统工程问题,而不是提示工程问题。
它关注的是:

  • 会话生命周期管理
  • 记忆与上下文持久化
  • 工具沙箱与权限控制
  • 访问控制与身份隔离
  • 任务编排与执行流管理
AI 模型提供智能;OpenClaw 提供执行环境。
模型负责推理与生成,
OpenClaw 负责状态、控制与执行。
2.2.2 中心辐射式架构

OpenClaw 采用中心辐射式架构,以一个统一网关作为系统核心控制平面。
该网关连接:

  • WhatsApp
  • iMessage
  • Slack
  • macOS 本地应用
  • Web UI
  • CLI
所有用户输入统一进入网关,再由网关路由至代理运行时。
2.2.3 核心组件说明

1️⃣ 网关

网关是一个 WebSocket 服务器,负责:

  • 接入各类消息平台与控制接口
  • 统一认证与访问控制
  • 消息路由与会话隔离
  • 将输入分发到对应的代理运行时实例
它是整个系统的控制平面。
2️⃣ 代理运行时

代理运行时负责完整的 AI 执行循环(Agent Loop):

  • 从会话历史与记忆系统中组装上下文
  • 调用模型 API
  • 解析工具调用指令
  • 执行系统能力(例如浏览器自动化、文件操作、Canvas、计划任务等)
  • 持久化更新后的状态
模型是推理引擎,
运行时是执行引擎。
关键优势:接口层与运行时解耦

OpenClaw 的核心设计优势在于:
将“接口层”(消息来源)与“助手运行时”(智能与执行所在层)彻底分离。
这意味着:

  • 您可以通过任何消息应用访问同一个持久助手
  • 对话状态集中管理
  • 工具权限统一控制
  • 多渠道共享记忆与执行能力
  • 所有核心状态保留在您的硬件之上
AI 不再被困在某个聊天窗口中,
而是成为一个跨接口、跨场景的长期运行系统。
1.png

插件化扩展架构

OpenClaw 的核心设计原则之一是:
扩展能力,而不侵入核心。
系统通过插件机制进行功能扩展,无需修改核心代码即可增加新能力。这使 OpenClaw 在保持稳定内核的同时,具备高度可演进性。
插件主要通过以下四种方式扩展系统:
1️⃣ 频道插件(Channel Extensions)

用于接入新的消息平台,例如:

  • Microsoft Teams
  • Matrix
  • Mattermost
通过频道插件,可以将 OpenClaw 的代理能力无缝扩展至新的通信环境,而无需调整运行时逻辑。
2️⃣ 内存插件(Memory Extensions)

用于替换或增强默认存储后端。
支持:

  • 向量数据库(语义检索)
  • 知识图谱系统
  • 替代默认的 SQLite 存储方案
这允许开发者根据场景需求选择不同的持久化与检索策略,从轻量本地存储到分布式知识系统。
3️⃣ 工具插件(Tool Extensions)

用于扩展代理可调用的系统能力。
除内置的:

  • Bash 执行
  • 浏览器自动化
  • 文件系统操作
之外,可以通过工具插件注入自定义能力,例如:

  • 数据库访问
  • 企业内部 API
  • DevOps 控制
  • 业务系统集成
代理的能力边界,由插件决定。
4️⃣ 提供商插件(Provider Extensions)

用于接入新的模型提供方或自托管模型。
支持:

  • 自定义 LLM API 适配层
  • 私有模型部署
  • 多模型策略切换
模型智能可以来自任何地方,OpenClaw 只负责统一调度与编排。
插件加载机制

插件系统位于 extensions/ 目录,采用**基于发现(discovery-based)**的加载模型。
核心加载流程:

  • 插件加载器(src/plugins/loader.ts)扫描工作区包
  • 检查 package.json 中是否存在 openclaw.extensions 字段
  • 根据声明的 schema 进行配置验证
  • 验证通过后执行热加载(hot load)
这种机制带来几个关键优势:

  • 无需硬编码注册
  • 支持模块化分发
  • 支持运行时动态扩展
  • 插件与核心完全解耦
2.png

3.核心组件

1️⃣ 通道适配器(Channel Adapters)

每个消息平台都由一个专属适配器负责接入。
部分适配器为内置模块(例如 src/telegram/、src/discord/、src/slack/、src/imessage/ 等),其他平台则可通过频道插件扩展接入。
所有适配器实现统一接口,并对入站与出站消息进行规范化处理。因此,OpenClaw 的核心运行时无需关心平台之间的 API 差异。
尽管不同平台的协议、数据结构与身份验证方式差异巨大,每个适配器都遵循同一个抽象接口,并承担四项核心职责:
一、身份验证(Authentication)

不同平台采用不同的认证机制:

  • WhatsApp
    使用 Baileys 库进行二维码配对,凭据存储于 ~/.openclaw/credentials。
  • Telegram
    通过 TELEGRAM_BOT_TOKEN 环境变量提供机器人令牌。
  • Discord
    通过 DISCORD_BOT_TOKEN 环境变量完成认证。
  • iMessage
    依赖 macOS 原生集成,并需要正确签名的“信息”应用。
适配器封装了各平台的认证流程,使运行时无需处理平台差异。
二、入站消息解析(Inbound Normalization)

不同平台的消息结构差异显著。
入站解析层负责:

  • 提取纯文本内容
  • 处理媒体附件(图像、音频、视频、文档)
  • 解析表情与特殊符号
  • 维护回复链与对话上下文
解析完成后,消息会被转换为统一的内部格式。
这意味着 OpenClaw 的核心逻辑无需关心消息来源——它只接收标准化事件。
三、访问控制(Access Control)

通道层是安全控制的第一道防线。
支持多层访问策略:
1️⃣ 允许列表(Allow List)

例如:
  1. {
  2.   "channels": {
  3.     "whatsapp": {
  4.       "enabled": true,
  5.       "allowFrom": ["+1234567890"],
  6.       "groups": {
  7.         "*": { "requireMention": true }
  8.       }
  9.     }
  10.   }
  11. }
复制代码
仅允许指定号码或用户名与机器人交互。
2️⃣ 私信策略(Direct Message Policy)


  • paired(默认)——首次交互需审批
  • open —— 接受所有私信(不推荐)
  • disabled —— 拒绝所有私信
3️⃣ 群组策略(Group Policy)


  • 强制 @ 提及才响应
  • 群组级允许列表
  • 群组访问隔离
通过在通道层实现访问控制,可以防止未经授权的输入进入代理运行时。
四、出站消息格式化(Outbound Formatting)

每个平台都有自己的限制与规则:

  • Markdown 方言差异
  • 消息长度限制
  • 媒体上传 API 不同
  • 输入指示器与在线状态管理
适配器负责:

  • 自动拆分超长消息
  • 渲染平台兼容的 Markdown
  • 上传媒体文件并生成引用
  • 管理“正在输入”状态
运行时只输出逻辑响应,适配器负责平台兼容性。
2️⃣ 控制接口(Control Interfaces)

OpenClaw 提供多种与网关交互的方式,覆盖不同的使用场景与操作习惯:

  • Web 用户界面
  • 命令行界面(CLI)
  • macOS 桌面应用
  • 移动节点(iOS / Android)
这些接口本质上都是网关的客户端,只是形态不同。

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