claude-code/docs/features/token-budget.md
2026-04-02 22:52:32 +08:00

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# TOKEN_BUDGET — Token 预算自动持续模式
> Feature Flag: `FEATURE_TOKEN_BUDGET=1`
> 实现状态:完整可用
## 一、功能概述
TOKEN_BUDGET 让用户在 prompt 中指定一个 output token 预算目标(如 `+500k``spend 2M tokens`Claude 会**自动持续工作**直到达到目标,无需用户反复按回车催促继续。
适用于大型重构、批量修改、大规模代码生成等需要多轮工具调用的长任务。
## 二、用户交互
### 语法
| 格式 | 示例 | 说明 |
|------|------|------|
| 简写(开头) | `+500k` | 输入开头直接写 |
| 简写(结尾) | `帮我重构这个模块 +2m` | 输入末尾追加 |
| 完整语法 | `spend 2M tokens``use 1B tokens` | 自然语言嵌入 |
单位支持:`k`(千)、`m`(百万)、`b`(十亿),大小写不敏感。
### UI 反馈
- **输入框高亮**:输入包含预算语法时,对应文字会被高亮标记(`PromptInput.tsx` 通过 `findTokenBudgetPositions` 计算)
- **Spinner 进度**:底部 spinner 显示实时进度,格式如:
- 未完成:`Target: 125,000 / 500,000 (25%) · ~2m 30s`
- 已完成:`Target: 510,000 used (500,000 min ✓)`
- 包含 ETA基于当前 token 产出速率计算)
## 三、实现架构
### 数据流
```
用户输入 "+500k"
┌─────────────────────────┐
│ parseTokenBudget() │ src/utils/tokenBudget.ts
│ 正则解析 → 500,000 │
└────────┬────────────────┘
┌─────────────────────────┐
│ REPL.tsx │ 提交时调用
│ snapshotOutputTokens │ snapshotOutputTokensForTurn(500000)
│ ForTurn(500000) │ 记录 turn 起始 token 数 + 预算
└────────┬────────────────┘
┌─────────────────────────┐
│ query.ts 主循环 │ 每轮结束后检查
│ checkTokenBudget() │ 当前 output tokens vs 预算
└────────┬────────────────┘
┌────┴─────┐
│ │
▼ ▼
continue stop
(未达 90%) (已达 90% 或收益递减)
│ │
▼ ▼
注入 nudge 正常结束
消息继续 发送完成事件
```
### 核心模块
#### 1. 解析层 — `src/utils/tokenBudget.ts`
三个正则表达式解析用户输入:
```
SHORTHAND_START_RE = /^\s*\+(\d+(?:\.\d+)?)\s*(k|m|b)\b/i // "+500k" 在开头
SHORTHAND_END_RE = /\s\+(\d+(?:\.\d+)?)\s*(k|m|b)\s*[.!?]?\s*$/i // "+2m" 在结尾
VERBOSE_RE = /\b(?:use|spend)\s+(\d+(?:\.\d+)?)\s*(k|m|b)\s*tokens?\b/i // "spend 2M tokens"
```
- `parseTokenBudget(text)` — 提取预算数值,返回 `number | null`
- `findTokenBudgetPositions(text)` — 返回匹配位置数组,用于输入框高亮
- `getBudgetContinuationMessage(pct, turnTokens, budget)` — 生成继续消息
#### 2. 状态层 — `src/bootstrap/state.ts`
模块级单例变量追踪当前 turn 的预算状态:
```
outputTokensAtTurnStart — 本 turn 开始时的累计 output token 数
currentTurnTokenBudget — 本 turn 的预算目标null 表示无预算)
budgetContinuationCount — 本 turn 已自动续接的次数
```
关键函数:
- `getTotalOutputTokens()` — 从 `STATE.modelUsage` 汇总所有模型的 output tokens
- `getTurnOutputTokens()``getTotalOutputTokens() - outputTokensAtTurnStart`
- `snapshotOutputTokensForTurn(budget)` — 重置 turn 起点,设置新预算
- `getCurrentTurnTokenBudget()` — 返回当前预算
#### 3. 决策层 — `src/query/tokenBudget.ts`
`checkTokenBudget(tracker, agentId, budget, globalTurnTokens)` 做出 continue/stop 决策:
**继续条件**
- 不在子 agent 中(`agentId` 为空)
- 预算存在且 > 0
- 当前 token 未达预算的 **90%**
- 非收益递减(连续 3 轮 nudge 后,每轮新增 < 500 tokens
**停止条件**
- 达到预算 90%
- 收益递减模型已经"做不动了"
- agent 模式下直接跳过
**收益递减检测**`continuationCount >= 3` 且最近两次 nudge delta < 500 tokens
#### 4. 主循环集成 — `src/query.ts`
```
query() 函数内:
1. 创建 budgetTracker = createBudgetTracker()
2. 进入 while 循环
3. 每轮结束后调用 checkTokenBudget()
4. decision.action === 'continue' 时:
- 注入 meta user messagenudge
- continue 回到循环顶部
5. decision.action === 'stop' 时:
- 记录完成事件(含 diminishingReturns 标记)
- 正常返回
```
#### 5. UI 层
| 文件 | 职责 |
|------|------|
| `components/PromptInput/PromptInput.tsx:534` | 输入框中高亮预算语法 |
| `components/Spinner.tsx:319-338` | spinner 显示进度百分比 + ETA |
| `screens/REPL.tsx:2897` | 提交时解析预算并快照 |
| `screens/REPL.tsx:2138` | 用户取消时清除预算 |
| `screens/REPL.tsx:2963` | turn 结束时捕获预算信息用于显示 |
#### 6. 系统提示 — `src/constants/prompts.ts:538-551`
注入 `token_budget` section
> "When the user specifies a token target (e.g., '+500k', 'spend 2M tokens', 'use 1B tokens'), your output token count will be shown each turn. Keep working until you approach the target — plan your work to fill it productively. The target is a hard minimum, not a suggestion. If you stop early, the system will automatically continue you."
注意这段 prompt **无条件缓存**不随预算开关变化因为 "When the user specifies..." 的措辞在没有预算时是空操作
#### 7. API 附件 — `src/utils/attachments.ts:3830-3845`
每轮 API 调用附带 `output_token_usage` attachment
```json
{
"type": "output_token_usage",
"turn": 125000, // 本 turn 产出
"session": 350000, // 会话总产出
"budget": 500000 // 预算目标
}
```
让模型能看到自己的进度
## 四、关键设计决策
1. **90% 阈值而非 100%** `COMPLETION_THRESHOLD = 0.9` 处停止避免最后一轮 nudge 产生远超预算的 token
2. **收益递减保护**连续 3 nudge 后如果每轮产出 < 500 tokens判定模型已无实质进展提前终止
3. **子 agent 豁免**AgentTool 内部的子任务不做预算检查避免子任务重复触发续接
4. **无条件缓存系统提示**预算 prompt 始终注入不随预算变化 toggle避免每次切换预算导致 ~20K token cache miss
5. **用户取消清预算** Escape 取消时调用 `snapshotOutputTokensForTurn(null)`防止残留预算触发续接
## 五、使用方式
```bash
# 启用 feature
FEATURE_TOKEN_BUDGET=1 bun run dev
# 在 prompt 中使用
> +500k 重构所有测试文件
> spend 2M tokens 把这个项目从 JS 迁移到 TS
> 帮我写完整的 CRUD 模块 +1m
```
## 六、文件索引
| 文件 | 行数 | 职责 |
|------|------|------|
| `src/utils/tokenBudget.ts` | 73 | 正则解析 + 位置查找 + 续接消息生成 |
| `src/query/tokenBudget.ts` | 93 | 预算追踪器 + continue/stop 决策 |
| `src/bootstrap/state.ts:724-743` | 20 | turn token 快照状态 |
| `src/constants/prompts.ts:538-551` | 14 | 系统提示注入 |
| `src/utils/attachments.ts:3829-3845` | 17 | API attachment 附加 |
| `src/query.ts:280,1311-1358` | 48 | 主循环集成 |
| `src/screens/REPL.tsx:2897,2963,2138` | 20 | REPL 提交/完成/取消处理 |
| `src/components/Spinner.tsx:319-338` | 20 | 进度条 UI |
| `src/components/PromptInput/PromptInput.tsx:534` | 1 | 输入高亮 |