AIOS
给 AI Agent 一个专属操作系统——用 OS 思维管调度、记忆、工具
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本应用为开源项目,仅供学习研究,请遵守其开源协议。
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想象这样一个场景:你对电脑说「帮我整理一下这个月的开源项目,生成报告并发给同事」,系统立刻调动内存里的上下文、调用搜索工具抓取项目列表、调动大模型生成报告——整个过程就像一个精密的车间流水线,有调度员分配任务、有仓管员管理原料、有质检员把控输出。这就是 AIOS(AI Agent Operating System) 正在做的事:给 AI Agent 一个专属的「操作系统」。
图1:AIOS 系统架构总览

图2:模块交互细节

AIOS 起源于 2023 年 12 月的一篇视角论文《LLM as OS, Agents as Apps》,2024 年 3 月正式发布基础论文《AIOS: LLM Agent Operating System》,目前已积累超过 5700 颗 GitHub stars,被 Berkeley AgentX LLM Agents MOOC 竞赛选为决赛入围项目。2024 年 11 月,团队发布了重大版本更新 v0.2,将内核彻底解耦为独立仓库,同时启动 Rust 重写实验(aios-rs)以提升性能。2025 年,团队继续扩展,推出计算机操控 Agent 专用架构 LiteCUA 和配套 SDK Cerebrum。
AIOS 由美国高校研究团队(agiresearch)主导维护,核心开发者在 2025 年 3 月进行了大规模代码重构,显著提升了模块化程度和可维护性。项目保持着高频更新(最近推送为 2026 年 5 月),社区生态逐步完善。
当前开发者构建 AI Agent 应用时,普遍面临几个头疼问题:LLM 调用没有统一接口,不同模型切换麻烦;多个 Agent 并发时资源竞争一团乱麻;记忆管理靠数据库硬写,缺乏抽象层;工具调用没有标准化,每次接入新工具都要重写 glue code。AIOS 尝试用 OS 的思路一次性解决这些问题——把操作系统几十年积累的工程经验(进程调度、内存管理、文件系统抽象)迁移到 AI Agent 的世界里。
AIOS 系统由两个核心组件构成:AIOS Kernel(当前仓库)和 AIOS SDK(Cerebrum)(独立仓库)。Kernel 扮演 OS 内核角色,在操作系统和 LLM 之间插入一层抽象,管理四大核心资源:LLM 引擎、记忆管理器(支持 ChromaDB/Qdrant 等向量存储)、存储管理器、工具管理器。SDK 则面向 Agent 开发者和终端用户,提供构建和运行 Agent 应用的编程接口。
Agent 通过 SDK 发起请求,Kernel 接收后进入 Syscall 层,调度器(Scheduler)根据策略(如 FIFO、SJF)将任务排队并分发给对应模块执行。这套设计让 Agent 开发完全不用操心底层资源分配——就像应用程序不用直接管理 CPU 寄存器一样。
① 多 Agent 并发调度:AIOS 实现了多种调度策略(FIFO、SJF 等),多个 Agent 请求不再排队等待,能够并行处理。调度器会根据任务预估长度智能分配资源,减少大任务饿死小任务的情况。
② 多模型统一接入:通过 LLM Driver 模块,AIOS 统一接入 litellm,能够连接 OpenAI GPT、Anthropic Claude、Google Gemini、DeepSeek、Llama 等主流模型,支持快速切换无需改动 Agent 代码。requirements.txt 中引入了 llama_index、transformers、sentence-transformers 等生态库,确保广泛的模型兼容性。
③ 记忆分层管理:内置 Memory Manager,支持 ChromaDB、Qdrant 等向量数据库,实现 Agent 长期记忆的语义存储与检索。同时支持 Redis 缓存用于短期记忆,终端交互还有语义回滚(rollback)能力。
④ 丰富工具生态:Tool Manager 内置对 Google 搜索、Wolfram Alpha、Rapid API 等工具的调用支持,可通过 OpenAGI、AutoGen、Open Interpreter 等框架扩展。2025 年新增的 LiteCUA 架构还支持计算机操控 Agent,能够自动化操作浏览器和桌面应用。
AIOS 提供从本地到云端的四种部署模式:Mode 1 本地内核模式(所有组件运行在同一台机器,最适合开发调试);Mode 2 远程内核模式(SDK 和 Kernel 分离部署,适合团队协作);Mode 2.5 远程开发模式(远程 Kernel 用于开发测试);Mode 3 个人远程内核(云端注册账号,本地 SDK 远程连接,支持跨设备数据同步)。
Dockerfile 基于 python:3.11.8-slim-bullseye 构建,通过 uvicorn 提供 FastAPI 服务暴露 8000 端口,官方文档中有专门的 WebUI Quickstart 指南,部署体验相对友好。但缺少 docker-compose 文件,Redis 等依赖需要单独配置,对新手有一定门槛。
安装分三步:克隆 AIOS Kernel 代码仓库、安装依赖(pip install -r requirements.txt)、安装 AIOS SDK(Cerebrum)。启动前需要配置 LLM API Key(支持 OpenAI/Anthropic/Gemini/Groq 等),可通过 .env 文件或交互式配置向导完成。配置完成后,运行 aios start 启动服务,通过命令行终端与语义文件系统交互,Agent 会将自然语言转换为系统调用执行。
如果想用 WebUI,可参考官方文档的 WebUI Quickstart,通过 FastAPI 服务访问图形界面。GPU 不是必须的——没有 GPU 时,系统会使用远程 API 调用云端模型;有 GPU 且安装了 CUDA 版本依赖(requirements-cuda.txt + vLLM),可以实现本地推理加速。
AIOS 主力语言为 Python,核心依赖包括:litellm(统一 LLM 接口)、pydantic v2(数据验证)、fastapi + uvicorn(Web 服务)、llama_index(Agent 开发框架)、chromadb + qdrant-client(向量数据库)、redis(缓存)。架构采用模块化设计,Kernel 与 SDK 分离,代码结构清晰。主要挑战在于子模块通过 git submodule 管理(aios-rs、aios、runtime 等为独立子仓库),导致本地 clone 后需要额外初始化步骤。
AIOS 的核心理念——用 OS 思维管理 AI Agent——仍属早期探索方向。调度器的实际效率提升在真实生产环境中有待验证;多 Agent 并发场景下的资源竞争和隔离机制还不够成熟;Rust 重写(aios-rs)尚处实验阶段,生产环境使用存在风险。此外,由于高度依赖 LLM API Key,用户需要承担 API 调用成本,且网络延迟直接影响 Agent 响应速度。
AIOS 代表了 AI Agent 基础设施化的一个重要方向——不再把 LLM 当成单一 API 调用工具,而是作为系统级资源来管理。随着 Agent 应用场景从研究走向生产,如何高效调度多个 Agent、共享记忆和工具资源、保证系统稳定性,将成为刚需。AIOS 的探索虽然还不成熟,但为这个方向提供了有价值的参考框架,值得 AI 开发者和 ML infra 工程师持续关注。