.NET+AI | MEAI | Function Caling 实操

TL;DR

• ✅ 注册你的方法为工具（Tool）
• ✅ 启用中间件 UseFunctionInvocation()
• ✅ 设置 ChatOptions.ToolMode = Auto
• ✅ 发起对话，MEAI 自动完成：请求 → 调用 → 回填 → 作答

🏢 场景与价值

• 💬 智能助理需要可控访问后端：天气/库存/知识库/工单
• 📦 MEAI 用统一“工具”抽象，屏蔽模型/厂商差异
• 🛡️ 可控、可观测、可扩展（日志/缓存/限流易接入）

🌏 核心概念速记

• 📦 ToolCollection/AITool：把你的方法包装成“可被调用的工具”
• 🎚️ ChatOptions.ToolMode：控制模型是否/如何调用工具（None/Auto/Require）
• 💬 FunctionCallContent / FunctionResultContent：调用意图与函数结果的消息载体
• 📦 FunctionInvokingChatClient：自动完成调用循环的中间件

🚀 快速上手（4 步）

1）获取 ChatClient

// 方式 A：课程辅助类（推荐）
var chatClient = AIClientHelper.GetDefaultChatClient();

// 方式 B：自行创建（示意）
// var chatClient = new OpenAIChatClient(apiKey: "...", model: "gpt-4o-...");

2）注册工具（Tool）

using Microsoft.Extensions.AI;

// 最小示例：无入参，返回字符串
string GetCurrentWeather() => Random.Shared.NextDouble() > 0.5 ? "It's sunny" : "It's raining";
var tools = AIFunctionFactory.Create(GetCurrentWeather, name: "GetCurrentWeather", description: "查询当前天气");

稍复杂（带描述/类型）

using System.ComponentModel;

public record WeatherReport(string City, int TemperatureCelsius, bool WillRain);

public class TravelToolset
{
    [Description("查询指定城市的实时天气")]
    public WeatherReport QueryWeather(string city)
        => new(city, 25, willRain: false);
}

var travelTools = AIFunctionFactory.CreateFromMethods(new TravelToolset());

3）启用函数调用中间件

var client = chatClient.AsBuilder()
    .UseFunctionInvocation() // 🔧 关键：启用自动函数调用
    .Build();

4）配置并对话

var messages = new List<ChatMessage>
{
    new(ChatRole.System, "你是出行助手，善于调用工具给出穿搭建议。"),
    new(ChatRole.User,   "帮我查看今天北京的天气，要不要带伞？")
};

var options = new ChatOptions
{
    ToolMode = ChatToolMode.Auto,
    Tools = [ tools ] // 或 travelTools
};

var response = await client.GetResponseAsync(messages, options);
Console.WriteLine(response.Text);

💻 可运行最小示例

依赖：Microsoft.Extensions.AI（以及选用的提供方实现，如 Microsoft.Extensions.AI.OpenAI 或 Azure.AI.OpenAI）

using System;
using System.Collections.Generic;
using Microsoft.Extensions.AI;

class Program
{
    static async System.Threading.Tasks.Task Main()
    {
        // 1) 获取 ChatClient
        var chatClient = AIClientHelper.GetDefaultChatClient();

        // 2) 注册工具
        string GetCurrentWeather() => Random.Shared.NextDouble() > 0.5 ? "It's sunny" : "It's raining";
        var tools = AIFunctionFactory.Create(GetCurrentWeather, name: "GetCurrentWeather", description: "查询当前天气");

        // 3) 启用函数调用
        var client = chatClient.AsBuilder().UseFunctionInvocation().Build();

        // 4) 配置与对话
        var messages = new List<ChatMessage>
        {
            new(ChatRole.System, "你是出行助手，善于调用工具给出穿搭建议。"),
            new(ChatRole.User,   "帮我查看今天北京的天气，要不要带伞？")
        };

        var options = new ChatOptions { ToolMode = ChatToolMode.Auto, Tools = [ tools ] };
        var result = await client.GetResponseAsync(messages, options);
        Console.WriteLine(result.Text);
    }
}

🔄 执行流程图（Mermaid）

❓ 常见问题与解决

• 模型没调用工具？
  • 🔍 检查 ToolMode 是否为 Auto/Require*
  • 🔍 工具名称/描述/参数是否清晰、可推断
• 传参不匹配/解析失败？
  • 📝 明确参数类型与描述，避免模糊命名
  • 🛡️ 约束输入（枚举/范围），必要时抛出可读异常
• 多次工具调用链过长？
  • 🎯 收敛任务目标，提供清晰系统提示与结果格式
  • 🎚️ 需要一步到位时，用 RequireSpecific 强制关键工具

✅ 最佳实践

• ✍️ 工具命名与描述精炼，面向“模型读者”
• 🧩 工具只做一件事；返回结构化结果（record/class）更稳
• 📦 基于 UseFunctionInvocation 叠加中间件：日志/缓存/限流
• ♻️ 通用能力注册到全局 AdditionalTools，场景内复用
• 🧯 设置兜底回答与失败重试，提升健壮性

✨ 总结

MEAI 的函数调用把“模型 + 你的业务能力”无缝拼起来：声明工具、打开开关、开始对话，剩下的交给中间件自动编排。