LLM代理工具使用的演进：从单工具调用到多工具编排
软件工程
2026-04-03 v2 计算与语言
摘要
工具使用使大型语言模型(LLM)能够访问外部信息、调用软件系统及在模型参数之外的数字环境中发挥作用。早期研究主要探讨模型能否选择并执行正确的单次工具调用。随着代理系统的演进，核心问题已从孤立调用转向跨长轨迹的多工具编排，涉及中间状态、执行反馈、变化环境及实际约束如安全、成本与可验证性。我们综合回顾了近期在多工具LLM代理方面的进展，分析了该快速发展领域的最新成果。首先，我们统一任务表述，区分单次调用工具使用与长程编排。随后，我们围绕六个核心维度组织文献：推理时规划与执行、训练与轨迹构建、安全与控制、资源约束下的效率、开放环境中的能力完整性以及基准设计与评估。我们进一步总结了软件工程、企业工作流程、图形用户界面及移动系统中的代表性应用。最后，我们讨论主要挑战，勾勒构建可靠、可扩展且可验证的多工具代理的未来方向。
引用
@article{arxiv.2603.22862,
title = {The Evolution of Tool Use in LLM Agents: From Single-Tool Call to Multi-Tool Orchestration},
author = {Haoyuan Xu and Chang Li and Xinyan Ma and Xianhao Ou and Zihan Zhang and Tao He and Xiangyu Liu and Zixiang Wang and Jiafeng Liang and Zheng Chu and Runxuan Liu and Rongchuan Mu and Dandan Tu and Ming Liu and Bing Qin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.22862},
year = {2026}
}