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# Skills 技能系统 - Prompt 即能力的架构哲学

> 深入剖析 Claude Code Skills 系统的完整实现：从磁盘加载、Frontmatter 解析、预算感知描述截断、双模式执行（inline/fork）、权限白名单、条件激活、动态发现到远程技能加载，揭示一条完整的 Skill 生命周期链路。

## Tool vs Skill：本质差异

|      | Tool                          | Skill                                     |
| ---- | ----------------------------- | ----------------------------------------- |
| 粒度   | 单个原子操作（读文件、执行命令）              | 一套完整的工作流（代码审查、创建 PR）                      |
| 触发方式 | AI 自主选择                       | 用户 `/skill-name` 或 AI 通过 `SkillTool` 自动匹配 |
| 本质   | TypeScript 执行逻辑               | **Prompt + 权限配置**的声明式封装                   |
| 注册位置 | `src/tools.ts` → `getTools()` | `src/commands.ts` → `getCommands()`       |
| 执行器  | 各 Tool 的 `call()` 方法          | `SkillTool.call()` → 两条分支（inline / fork）  |

Skill 的核心洞见：**复杂任务的关键不在代码逻辑，而在 Prompt 质量**。一个代码审查 Skill 不需要审查引擎，只需告诉 AI "审查什么、按什么顺序、输出什么格式"——Skill 把这种"经验"封装为可复用的 Markdown。

## Skill 的五个来源与加载链路

### 1. 内置命令（Built-in Commands）

硬编码在 `src/commands.ts:299` 的 `COMMANDS` memoize 数组中，包含 70+ 条命令（`/commit`、`/review`、`/compact` 等）。这些是 TypeScript 模块而非 Markdown，但实现了相同的 `Command` 接口（`src/types/command.ts`）。

### 2. Bundled Skills（编译时打包）

通过 `registerBundledSkill()`（`src/skills/bundledSkills.ts:53`）在模块初始化时注册。关键特性：

* **延迟文件提取**：如果 Skill 声明了 `files`（参考文件），首次调用时才解压到临时目录（`getBundledSkillExtractDir()`），使用 `O_NOFOLLOW | O_EXCL` 防止符号链接攻击（`safeWriteFile`，第 186 行）
* **闭包级 memoize**：并发调用共享同一个 extraction promise，避免竞态写入
* 来源标记为 `source: 'bundled'`，在 Prompt 预算中享有**不可截断**的特权

### 3. 磁盘 Skills（`.claude/skills/`）

由 `loadSkillsFromSkillsDir()`（`src/skills/loadSkillsDir.ts:407`）加载，这是最重要的加载路径：

```
管理策略: $MANAGED_DIR/.claude/skills/     (policySettings)
用户全局: ~/.claude/skills/                 (userSettings)
项目级:   .claude/skills/                   (projectSettings, 向上遍历至 home)
附加目录: --add-dir 指定的路径下 .claude/skills/
```

**加载协议**：只识别 `skill-name/SKILL.md` 目录格式，不再支持单文件 `.md`。加载流程：

1. `readdir` 扫描目录 → 仅保留 `isDirectory()` 或 `isSymbolicLink()` 的条目
2. 在每个子目录中查找 `SKILL.md`，未找到则跳过
3. `parseFrontmatter()` 解析 YAML 头部，提取 `whenToUse`、`allowedTools`、`context` 等字段
4. `parseSkillFrontmatterFields()`（第 185 行）统一解析 16 个 frontmatter 字段
5. `createSkillCommand()`（第 270 行）构造 `Command` 对象

**去重机制**：使用 `realpath()` 解析符号链接获得规范路径（`getFileIdentity`，第 118 行），避免通过符号链接或重叠父目录导致的重复加载。

### 4. MCP Skills（动态发现）

通过 `registerMCPSkillBuilders()` 注册构建器，MCP Server 的 prompt 被 `mcpSkillBuilders.ts` 转换为 `Command` 对象。标记为 `loadedFrom: 'mcp'`。

**安全边界**：MCP Skills 的 Prompt 内容**禁止执行内联 shell 命令**（`loadSkillsDir.ts:374` 的 `loadedFrom !== 'mcp'` 守卫），因为远程内容不可信。

### 5. Legacy Commands（`/commands/` 目录）

向后兼容的旧格式，由 `loadSkillsFromCommandsDir()`（第 566 行）加载。同时支持 `SKILL.md` 目录格式和单 `.md` 文件格式。

## Frontmatter 字段全景

一个 `SKILL.md` 的完整 frontmatter（`parseSkillFrontmatterFields`，第 185 行）：

```yaml theme={null}
---
name: code-review                    # 显示名称（覆盖目录名）
description: 系统性代码审查           # 描述（或从 Markdown 首段提取）
when_to_use: "用户说审查代码、找 bug"  # AI 自动匹配依据
allowed-tools:                       # 工具白名单
  - Read
  - Grep
  - Glob
argument-hint: "<file-or-directory>" # 参数提示
arguments: [path]                    # 声明式参数名（用于 $ARGUMENTS 替换）
model: opus                          # 模型覆盖
effort: high                         # 努力级别
context: fork                        # 执行模式：inline（默认）| fork
agent: code-reviewer                 # 指定 Agent 定义文件
user-invocable: true                 # 用户是否可 /调用
disable-model-invocation: false      # 禁止 AI 自主调用
version: "1.0"                       # 版本号
paths:                               # 条件激活的文件路径模式
  - "src/**/*.ts"
hooks:                               # Hook 配置
  PreToolUse:
    - command: ["echo", "checking"]
shell: ["bash"]                      # Shell 执行环境
---
```

解析后有 16 个字段被提取，其中 `allowedTools`、`model`、`effort` 在执行时动态修改 `toolPermissionContext`。

## 两条执行路径：Inline vs Fork

SkillTool（`packages/builtin-tools/src/tools/SkillTool/SkillTool.ts:332`）在 `call()` 中根据 `command.context` 分流：

### Inline 模式（默认）

Skill 的 Prompt 内容被注入为 **UserMessage**，在主对话流中继续执行：

1. `processPromptSlashCommand()` 处理参数替换（`$ARGUMENTS`）和 shell 命令展开（`` !`...` ``）
2. `${CLAUDE_SKILL_DIR}` 被替换为 Skill 所在目录的绝对路径
3. `${CLAUDE_SESSION_ID}` 被替换为当前会话 ID
4. 返回 `newMessages`（注入到对话流）+ `contextModifier`（修改权限上下文）

`contextModifier`（第 776 行）做了三件事：

* **工具白名单注入**：将 `allowedTools` 合并到 `alwaysAllowRules.command`
* **模型切换**：`resolveSkillModelOverride()` 处理模型覆盖，保留 `[1m]` 后缀以避免 200K 窗口截断
* **努力级别覆盖**：修改 `effortValue`

### Fork 模式（`context: fork`）

Skill 在**独立子 Agent** 中执行（`executeForkedSkill`，第 122 行）：

1. `prepareForkedCommandContext()` 构建隔离的 Agent 定义和 Prompt
2. `runAgent()` 启动子 Agent 循环，拥有独立的 token 预算
3. 通过 `onProgress` 回调报告工具使用进度
4. 结果通过 `extractResultText()` 提取，子 Agent 的全部消息在提取后被释放（`agentMessages.length = 0`）
5. 最终通过 `clearInvokedSkillsForAgent()` 清理状态

Fork 模式适用于需要强隔离的场景（如长时间运行的审查任务），避免污染主对话的上下文。

## 权限模型：Safe Properties 白名单

`checkPermissions()`（第 433 行）实现了一个五层权限检查：

```
1. Deny 规则匹配（支持精确匹配和 prefix:* 通配符）
   ↓ 未命中
2. 远程 canonical Skill 自动放行（EXPERIMENTAL_SKILL_SEARCH + USER_TYPE === 'ant'）
   ↓ 未命中
3. Allow 规则匹配
   ↓ 未命中
4. Safe Properties 白名单检查（skillHasOnlySafeProperties，第 911 行）
   ↓ 有非安全属性
5. Ask 用户确认（附带精确匹配和前缀匹配两条建议规则）
```

**Safe Properties**（`SAFE_SKILL_PROPERTIES`，第 876 行）是一个包含 30 个属性名的白名单（覆盖 `PromptCommand` 和 `CommandBase` 两个类型的所有安全属性）。任何不在白名单中的**有意义的属性值**（排除 `undefined`、`null`、空数组、空对象）都会触发权限请求。这是**正向安全**设计——未来新增的属性默认需要权限。

## Prompt 预算：1% 上下文窗口的截断策略

Skill 列表注入 System Prompt 时有严格的字符预算（`prompt.ts`）：

* **预算计算**：`contextWindowTokens × 4 chars/token × 1%`（约 8000 字符）
* **单条上限**：`MAX_LISTING_DESC_CHARS = 250` 字符（超出截断为 `…`）
* **Bundled Skills 不可截断**：它们始终保留完整描述，预算不足时只截断非 bundled 的
* **降级策略**：
  1. 尝试完整描述 → 超预算？
  2. Bundled 保留完整，非 bundled 均分剩余预算 → 每条描述低于 20 字符？
  3. 非 bundled 仅保留名称

`formatCommandsWithinBudget()`（`prompt.ts:70`）实现了这个三级降级。

## 动态发现与条件激活

### 基于文件路径的动态发现

`discoverSkillDirsForPaths()`（`loadSkillsDir.ts:861`）在文件操作时触发：

1. 从被操作的文件路径开始，**向上遍历**至 CWD（不包含 CWD 本身）
2. 在每层查找 `.claude/skills/` 目录
3. 使用 `realpath` 去重，`git check-ignore` 过滤 gitignored 目录
4. 按路径深度排序（**深层优先**），更接近文件的 Skill 优先级更高

### 条件激活（paths frontmatter）

带有 `paths` 模式的 Skill 在加载时不会立即可用，而是存入 `conditionalSkills` Map。当被操作的文件路径匹配某个 Skill 的 paths 模式时（使用 `ignore` 库做 gitignore 风格匹配），该 Skill 才被**激活**——从 `conditionalSkills` 移入 `dynamicSkills`。

这意味着一个只在 `*.test.ts` 上激活的测试 Skill，平时完全不可见，只有当 AI 读取或编辑测试文件时才会出现。

## 使用频率排名

`recordSkillUsage()`（`skillUsageTracking.ts`）使用指数衰减算法计算 Skill 排名分数：

```
score = usageCount × max(0.5^(daysSinceUse / 7), 0.1)
```

* **7 天半衰期**：一周前的使用权重减半
* **最低 0.1 保底**：避免老但高频使用的 Skill 完全沉底
* **60 秒去抖**：同一 Skill 在 1 分钟内的多次调用只计一次，减少文件 I/O

排名数据持久化在全局配置的 `skillUsage` 字段中。

## 远程技能加载（Experimental）

通过 `EXPERIMENTAL_SKILL_SEARCH` feature flag 控制，支持从远程（AKI/GCS/S3）加载 `_canonical_<slug>` 格式的 Skill：

1. `validateInput()` 中 `stripCanonicalPrefix()` 拦截 canonical 名称
2. `executeRemoteSkill()`（第 970 行）从远程 URL 加载 SKILL.md
3. 支持 `gs://`、`https://`、`s3://` 等 URL 协议
4. 内容经过 frontmatter 剥离、`${CLAUDE_SKILL_DIR}` 替换后直接注入
5. 通过 `addInvokedSkill()` 注册到 compaction 保留状态，确保压缩后仍可恢复
6. 远程 Skill 不经过 `processPromptSlashCommand`——无 `!command` 替换、无 `$ARGUMENTS` 展开

## 完整生命周期总结

```
磁盘 SKILL.md
  ↓ parseFrontmatter()
  ↓ parseSkillFrontmatterFields() → 16 个字段
  ↓ createSkillCommand() → Command 对象
  ↓ 去重（realpath + seenFileIds）
  ↓ 条件 Skill → conditionalSkills Map（等待路径匹配激活）
  ↓ getSkillDirCommands() memoize 缓存
  ↓ getAllCommands() 合并 local + MCP
  ↓ formatCommandsWithinBudget() → 截断后的 Skill 列表注入 System Prompt
  ↓ AI 选择匹配的 Skill
  ↓ SkillTool.validateInput() → 名称校验 + 存在性检查
  ↓ SkillTool.checkPermissions() → 五层权限检查
  ↓ SkillTool.call() → inline 或 fork 执行
  ↓ contextModifier() → 注入 allowedTools + model + effort
  ↓ recordSkillUsage() → 更新使用频率排名
```