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# Claude Code 数据流与生命周期
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## 1. 启动流程
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### 1.1 完整启动序列
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终端执行: bun run dev (→ bun run src/entrypoints/cli.tsx)
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├── Phase 0: 预加载
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│ ├── globalThis.MACRO 注入 (版本号、构建信息)
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│ ├── process.env 初始化 (COREPACK_ENABLE_AUTO_PIN, NODE_OPTIONS)
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│ └── Ablation baseline 环境变量设置
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│
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├── Phase 1: 快速路径路由
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│ ├── --version → console.log(MACRO.VERSION) → 退出
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│ ├── --dump-system-prompt → 渲染系统提示词 → 退出
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│ ├── --claude-in-chrome-mcp → 启动 Chrome MCP Server
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│ ├── --chrome-native-host → 启动 Chrome Native Host
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│ └── --computer-use-mcp → 启动 Computer Use MCP
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│
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├── Phase 2: CLI 初始化 (cli.tsx main())
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│ ├── import startupProfiler → profileCheckpoint('cli_entry')
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│ ├── import commander → 解析命令行参数
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│ ├── import enableConfigs() → 加载用户配置
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│ ├── 注册所有 Command (commands.ts, 60+)
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│ ├── 挂载 hook 系统
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│ └── commander.parse() → 路由到对应命令
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│
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├── Phase 3: REPL 启动 (默认模式)
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│ ├── import main.tsx → 启动 Ink 渲染器
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│ │ ├── 注册 bun:bundle polyfill (entry.ts)
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│ │ └── import App.tsx
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│ │
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│ ├── <App> 组件挂载
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│ │ ├── 检查环境 (Bun版本/终端能力)
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│ │ ├── 加载认证状态 (auth.ts)
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│ │ ├── 初始化 AppStore (createStore)
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│ │ ├── 运行 preflightChecks (网络可达性)
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│ │ └── 加载 MCP 服务端配置
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│ │
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│ └── 进入 REPL 主循环
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│ ├── 加载历史会话 (sessionRestore.ts)
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│ ├── 显示欢迎信息和系统提示
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│ └── 等待用户输入
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│
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└── Phase 4: UI 就绪
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├── VirtualMessageList 渲染历史消息
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├── StatusLine 显示模型/成本/快捷键
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└── TextInput 获得焦点，等待输入
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### 1.2 启动优化策略
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- **延迟加载**: `cli.tsx` 中的 `await import()` 确保快速路径不加载不必要模块
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- **Feature Flag DCE**: `feature('PROACTIVE')` 在构建时消除死代码
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- **Profile Checkpoint**: `startupProfiler.ts` 记录各阶段耗时
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- **预连接**: `apiPreconnect.ts` 在启动时预建立 HTTPS 连接
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## 2. 对话循环（核心数据流）
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### 2.1 主循环
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用户输入 "帮我重构这个函数"
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├── Step 1: 输入处理 (handlePromptSubmit.ts)
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│ ├── 解析 @file / @agent 等提及
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│ ├── 处理剪贴板图片粘贴
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│ ├── 处理引用消息 (↑ 历史选取)
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│ └── 构建 UserMessage { role: 'user', content: [...] }
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│
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├── Step 2: 预处理 Hooks (hooks.ts, 164KB)
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│ ├── UserPromptSubmit hook: 修改/拦截用户输入
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│ ├── 注入 CLAUDE.md 系统上下文
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│ ├── 加载 MEMORY.md 记忆内容
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│ └── 加载 Skills 和 MCP 指令
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│
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├── Step 3: 构建 Query (QueryEngine.ts)
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│ ├── 构建 System Prompt:
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│ │ ├── 基础系统提示词 (constants/prompts.ts, 55KB)
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│ │ ├── 环境信息 (OS/Shell/Git/日期)
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│ │ ├── 工具清单 (所有可用工具的 name + description + schema)
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│ │ ├── CLAUDE.md 内容 (项目级 + 用户级)
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│ │ ├── MEMORY.md 内容 (自动记忆)
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│ │ └── MCP 服务端提供的上下文
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│ │
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│ ├── 构建 Messages:
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│ │ ├── 历史消息 (截断至 Token 预算)
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│ │ ├── 当前 UserMessage
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│ │ └── Tool Results (若有待回传)
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│ │
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│ └── 选择模型: getMainLoopModel() → Claude Opus/Sonnet/Haiku
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│
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├── Step 4: API 调用
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│ ├── POST https://api.anthropic.com/v1/messages
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│ ├── Headers: x-api-key, anthropic-version, ...
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│ ├── Body: { model, system, messages, tools, max_tokens, ... }
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│ ├── Stream: true (SSE 流式响应)
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│ │
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│ └── 处理响应流 (server-sent events)
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│ ├── message_start → 新消息开始
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│ ├── content_block_start → 文本块/工具调用块开始
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│ ├── content_block_delta → 增量内容 (text_delta / input_json_delta)
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│ ├── content_block_stop → 块结束
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│ ├── message_delta → 用量/结束原因
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│ └── message_stop → 消息完成
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│
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├── Step 5: 响应处理
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│ ├── 解析 content_block 类型:
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│ │ ├── text → 实时渲染 Markdown (打字机效果)
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│ │ ├── tool_use → 进入工具调用流程 (见 Step 6)
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│ │ └── thinking → 渲染扩展思考 (可选展示)
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│ │
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│ └── 更新会话状态:
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│ ├── 追加 AssistantMessage 到消息列表
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│ ├── 更新 Token 使用量 / 成本
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│ └── 持久化到 sessionStorage
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│
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├── Step 6: 工具调用循环 (Tool Use Loop)
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│ ├── 解析 tool_use 参数 (JSON → Zod 校验)
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│ ├── 权限检查 (useCanUseTool)
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│ │ ├── 需要用户确认 → 弹出权限 UI → 等待用户决策
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│ │ │ ├── 批准 → 继续
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│ │ │ └── 拒绝 → 返回拒绝消息
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│ │ └── 自动批准 → 继续
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│ │
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│ ├── 执行工具:
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│ │ ├── 触发 PreToolUse hooks
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│ │ ├── tool.toolUseOutput(params)
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│ │ │ ├── BashTool: spawn 子进程 + 流式输出
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│ │ │ ├── FileEditTool: 读取文件 + 字符串替换 + 写回
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│ │ │ ├── AgentTool: fork 子 Agent + 等待完成
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│ │ │ └── WebFetchTool: HTTP GET + HTML→Markdown + AI 提取
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│ │ └── 触发 PostToolUse hooks
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│ │
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│ ├── 构建 ToolResult:
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│ │ { role: 'user', content: [{ type: 'tool_result', tool_use_id, content }] }
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│ │
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│ ├── 回传模型 (回到 Step 4)
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│ │ 模型收到工具结果后继续生成回复或调用更多工具
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│ │
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│ └── 循环终止条件:
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│ ├── 模型仅返回 text (不再调用工具)
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│ ├── 达到最大工具轮次
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│ ├── 用户手动中断 (Ctrl+C)
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│ └── Token 预算用尽 (触发自动压缩)
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│
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├── Step 7: 响应完成
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│ ├── 触发 Stop hooks
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│ ├── 自动内存提取 (extractMemories)
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│ ├── 文件历史快照 (fileHistoryMakeSnapshot)
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│ ├── 更新会话标题 (sessionTitle.ts)
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│ └── 统计记录 (成本/时间/工具调用次数)
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│
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└── 回到 Step 1: 等待下一条用户输入
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### 2.2 流式渲染管道
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API SSE Stream
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Stream Processor (query.ts)
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│ 解析 SSE events, 拼接 JSON fragments
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Message Builder (messages.ts)
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│ 构建 Message 对象树
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React State Update (useReplBridge.tsx)
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│ setState(newMessage) → React re-render
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Ink Reconciler (ink/reconciler.ts)
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│ Virtual DOM diff
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Node → ANSI Renderer (ink/render-node-to-output.ts)
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│ React 元素 → ANSI 字符串
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Screen Buffer (ink/screen.ts)
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│ 计算 diff, 仅输出变化部分
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Terminal Output (ink/output.ts)
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│ process.stdout.write(ansiString)
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用户终端
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## 3. Task 生命周期
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### 3.1 主会话任务
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用户连接 REPL
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│
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├── 创建 LocalMainSessionTask
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│ ├── status: 'pending'
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│ ├── 开始首次对话 → status: 'running'
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│ │ ├── 每次对话循环 (QueryEngine)
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│ │ └── 工具执行 (Bash/Agent/...)
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│ │
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│ └── 结束条件:
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│ ├── 用户退出 (Ctrl+C / /exit) → status: 'completed'
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│ ├── 崩溃/异常 → status: 'failed'
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│ └── 用户中断 (Ctrl+C during run) → status: 'cancelled'
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│
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└── 会话持久化 (sessionStorage.ts)
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└── ~/.claude/projects/<repo>/<session-id>.jsonl
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### 3.2 子 Agent 任务
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AgentTool.toolUseOutput()
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│
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├── 创建 LocalAgentTask 或 RemoteAgentTask
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│ ├── status: 'pending'
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│ ├── 分配工具子集 (根据 subagent_type)
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│ │ ├── general-purpose → 全部工具
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│ │ ├── explore → Glob + Grep + Read (只读)
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│ │ └── plan → 仅计划工具
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│ │
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│ ├── 构建独立系统提示词 (Agent 角色描述)
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│ │
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│ └── 开始执行:
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│ ├── status: 'running'
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│ ├── 独立对话循环 (独立的 QueryEngine)
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│ │ ├── 上下文隔离 (不共享主会话消息)
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│ │ └── 消耗独立 Token 预算
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│ │
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│ ├── run_in_background: true
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│ │ ├── 后台执行，不阻塞
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│ │ └── 完成时通过 notification 通知
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│ │
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|
│ └── run_in_background: false (默认)
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│ ├── 前台阻塞等待
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│ └── 完成时返回结果给调用者
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│
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└── 结果归并:
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├── 成功 → 提取关键产出 + 清理临时上下文
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└── 失败 → 错误信息 + 部分产出
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### 3.3 Shell 后台任务
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BashTool 长时间命令
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│
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├── 创建 LocalShellTask
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│ ├── 后台执行: spawn(command, { detached: true })
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│ ├── 实时输出: stdout/stderr → stream
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│ │ └── UI 实时显示在 TaskListV2 面板
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│ │
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│ └── 完成: exitCode + 完整输出
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│
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|
└── 生命周期管理:
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├── 用户可随时取消: task.kill()
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|
├── 超时自动终止: setTimeout(kill, timeout)
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|
└── 退出清理: gracefulShutdown 等待所有任务完成
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## 4. 会话持久化与恢复
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### 4.1 会话存储结构
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~/.claude/
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├── projects/
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│ └── <project_hash>/
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│ ├── <session_id>.jsonl # 完整对话记录 (JSONL)
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│ ├── <session_id>.meta.json # 会话元数据
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│ └── memory/
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│ └── MEMORY.md # 自动记忆索引
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│
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├── settings.json # 用户全局设置
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├── credentials.json # API Key 等凭证 (加密)
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└── stats/
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└── usage.json # 用量统计
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### 4.2 会话恢复流程
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claude --resume (或 /resume 命令)
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│
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├── listSessionsImpl() 列出所有历史会话
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│ └── 解析 <session_id>.meta.json → 标题/时间/模型
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│
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├── ResumeConversation 界面
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│ └── 用户选择要恢复的会话
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│
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├── sessionRestore.ts 加载会话
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|
│ ├── 读取 .jsonl 文件
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|
│ ├── 解析所有 Message 对象
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|
│ ├── 重建 AppState (消息列表/任务状态)
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|
│ └── 恢复上下文 (模型/配置/权限模式)
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|
│
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|
|
└── 继续对话 (从上次中断处)
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### 4.3 会话导出
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|
ExportDialog
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├── Markdown: 渲染对话为 .md 文件
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├── JSON: 原始 JSON 格式
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├── HTML: 静态 HTML 页面 (含样式)
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└── PNG: 终端截图 (通过 ansiToPng, 215KB)
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## 5. Bridge 模式数据流
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### 5.1 Bridge 连接流程
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本地 Claude Code (Client) 远程环境 (Server)
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│ │
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|
|
├── claude remote-control │
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|
│ (启动 Bridge 监听) │
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|
|
│ │
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|
├── WebSocket/TCP 连接 ────────────────►│
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|
│ ├── 鉴权 (JWT/TrustedDevice)
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|
│ ├── 环境信息交换
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|
│ ◄── Handshake OK ────────────────│ ├── 创建工作目录
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|
│ │
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|
├── 会话同步 (replBridge.ts, 102KB) │
|
|||
|
|
│ ├── 发送 AppState 快照 ───────────►│ ├── 应用状态到远程
|
|||
|
|
│ ├── 发送用户消息 ──────────────────►│ ├── 执行查询
|
|||
|
|
│ │ │ ├── 工具调用在远程执行
|
|||
|
|
│ │ ◄── 流式响应 ────────────────│ ├── 文件操作在远程执行
|
|||
|
|
│ │ │
|
|||
|
|
│ ◄── 状态同步 ────────────────────│ ├── 远程文件变化回传
|
|||
|
|
│ ◄── 进度通知 ────────────────────│ │
|
|||
|
|
│ │
|
|||
|
|
└── 双向同步维持 │
|
|||
|
|
├── 心跳 (keep-alive) │
|
|||
|
|
├── 断线重连 (replBridgeTransport) │
|
|||
|
|
└── 会话恢复 (sessionRunner) │
|
|||
|
|
```
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|||
|
|
|
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|
|
### 5.2 Bridge 状态机
|
|||
|
|
|
|||
|
|
```
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|
|
DISCONNECTED
|
|||
|
|
│ (用户触发连接)
|
|||
|
|
▼
|
|||
|
|
CONNECTING
|
|||
|
|
│ (WebSocket 连接建立)
|
|||
|
|
├── 成功 → HANDSHAKE
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└── 失败 → DISCONNECTED (显示错误, 可重试)
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HANDSHAKE
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│ (JWT 验证 + 设备信任)
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├── 成功 → CONNECTED
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└── 失败 → DISCONNECTED (认证错误)
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CONNECTED
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│ (会话同步初始化)
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▼
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SYNCED
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│ (正常双向通信)
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├── 断线 → RECONNECTING
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└── 用户断开 → DISCONNECTED
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RECONNECTING
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├── 重连成功 → SYNCED
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└── 超时 → DISCONNECTED
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```
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## 6. Memory 系统数据流
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### 6.1 记忆生命周期
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会话启动
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│
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├── memdir.loadMemoryPrompt()
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│ ├── 扫描 ~/.claude/projects/<project>/memory/
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│ ├── 读取 MEMORY.md 索引
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│ ├── 读取每个 .md 记忆文件
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│ │ ├── 解析 frontmatter (name/description/type)
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│ │ └── 提取正文内容
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│ │
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│ └── findRelevantMemories()
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│ ├── 基于当前会话上下文匹配相关记忆
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│ └── 按新鲜度排序 (memoryAge)
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│
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├── 拼入 System Prompt
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│ └── "# Memory\n... (相关记忆内容) ..."
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│
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└── 会话中
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├── 模型使用 Write 工具 → 写入新的 .md 文件
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│ └── 更新 MEMORY.md 索引
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│
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├── extractMemories 服务 → 自动从对话中提取
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│ └── 后台异步写入
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│
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└── 会话结束
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└── 记忆文件保持不变 (跨会话持久化)
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```
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### 6.2 四种记忆类型
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```markdown
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name: <名称>
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description: <一行描述>
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type: user | feedback | project | reference
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<内容>
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```
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| 类型 | 用途 | 示例 |
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|---|---|---|
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| **user** | 用户角色/偏好/知识 | "用户是资深 Go 开发者" |
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| **feedback** | 用户反馈的行为规范 | "不要 mock 数据库测试" |
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| **project** | 项目上下文/目标 | "下周四冻结合并" |
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| **reference** | 外部系统指针 | "Bug 在 Linear INGEST 项目里" |
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## 7. Hook 系统
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### 7.1 可用 Hook 事件
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```typescript
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interface Hooks {
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// 事件触发型
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UserPromptSubmit: (messages) => messages // 用户提交前
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PreToolUse: (toolName, params) => params // 工具执行前
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PostToolUse: (toolName, result) => void // 工具执行后
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|
Stop: (session) => void // 对话完成
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// 通知型
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|
Notification: (event) => void // 各类事件通知
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|
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SessionStart: (info) => void // 会话启动
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// 配置型 (settings.json)
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// "hooks": { "PreToolUse": [{ "matcher": "Bash", "command": "..." }] }
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}
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```
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### 7.2 Hook 执行流程
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```
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事件触发
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│
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├── 加载 hooks 配置 (hooks.ts)
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│ ├── settings.json 中的 hooks 数组
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│ └── 项目级 .claude/settings.json
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│
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├── 匹配规则
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│ ├── matcher: 工具名/正则/通配符
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│ └── 仅匹配的 hook 执行
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│
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└── 执行
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├── shell command hooks: spawn(command, args)
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├── 内置 hooks: 调用内部函数
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└── 超时控制: 长时间 hook 被终止
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## 8. 工具结果存储
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`toolResultStorage.ts` (39KB) 负责工具调用结果（特别是大文件）的存储策略：
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- **小结果** (< 阈值): 直接存在消息对象中
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- **大结果**: 写入临时文件，消息中只存文件引用路径
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- **图片结果**: 存为 Base64 或文件引用，带缩放缓存
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|
- **清理**: 会话关闭时自动清理临时文件
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## 9. 错误处理与恢复
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### 9.1 API 错误分类
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API 错误
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├── 可重试错误 (retryable)
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│ ├── 429 Rate Limit → 指数退避重试
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│ ├── 5xx Server Error → 线性退避重试
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│ └── 网络超时 → 立即重试 (最多3次)
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│
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├── 不可重试错误
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│ ├── 401 Unauthorized → 提示检查 API Key
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│ ├── 403 Forbidden → 提示检查权限
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│ ├── 400 Bad Request → 显示错误详情
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│ └── Token 超限 → 触发自动压缩
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│
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└── 流式中断
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├── SSE 连接断开 → 尝试重连 + 部分结果
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└── 解析错误 → 丢弃损坏chunk，继续
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### 9.2 对话崩溃恢复
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异常发生
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│
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├── conversationRecovery.ts
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│ ├── 自动保存当前状态 (crash snapshot)
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│ ├── 标记会话为 interrupted
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│ └── 下次启动时提示恢复
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│
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|
└── 用户重启 Claude Code
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├── 检测到未完成会话
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├── 显示 ResumeConversation 界面
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└── 从崩溃点恢复对话 (最多丢失最后一条消息)
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*本文档基于 2026-06-11 源码状态生成*
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