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# 任务管理系统 - TodoWrite 与 Tasks 双轨架构

> 揭秘 Claude Code 任务管理系统的双轨架构：V1 内存 TodoWrite 与 V2 文件系统 Tasks，包含依赖管理、认领竞争和验证推动机制。

## 双轨架构：TodoWrite V1 与 Tasks V2

Claude Code 的任务管理并非单一系统，而是两个并存、按运行模式切换的实现：

| 维度       | V1: TodoWrite                                  | V2: TaskCreate / TaskUpdate / TaskList / TaskGet                                                |
| -------- | ---------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------------- |
| **启用条件** | 非交互式（pipe/SDK）或 `isTodoV2Enabled()` 返回 `false` | 交互式 REPL（默认）或 `CLAUDE_CODE_ENABLE_TASKS=1`                                                      |
| **存储**   | 内存中 `AppState.todos[sessionId]`（Zustand store） | 文件系统 `~/.claude/tasks/<taskListId>/<id>.json`                                                   |
| **数据模型** | `{content, status, activeForm}` — 扁平三元组        | `{id, subject, description, activeForm, owner, status, blocks[], blockedBy[], metadata}` — 完整实体 |
| **持久化**  | 进程退出即丢失                                        | 跨进程存活，支持多 Agent 并发访问                                                                            |
| **并发安全** | 无（单会话单写者）                                      | 文件锁 + 高水位标记 + TOCTOU 防护                                                                         |

切换逻辑位于 `isTodoV2Enabled()`（`src/utils/tasks.ts:133`）：交互式会话默认启用 V2，SDK/pipe 模式回落 V1。两者互斥——`TodoWriteTool.isEnabled` 返回 `!isTodoV2Enabled()`，而 `TaskCreateTool.isEnabled` 返回 `isTodoV2Enabled()`。

## V1：TodoWrite 的极简设计

TodoWrite 本质是一个**全量替换**操作——每次调用传入完整的 `todos[]` 数组，完全覆盖之前的状态：

```typescript theme={null}
// packages/builtin-tools/src/tools/TodoWriteTool/TodoWriteTool.ts — call() 核心逻辑
async call({ todos }, context) {
  const todoKey = context.agentId ?? getSessionId()
  const oldTodos = appState.todos[todoKey] ?? []
  const allDone = todos.every(_ => _.status === 'completed')
  const newTodos = allDone ? [] : todos  // 全部完成则清空列表
  // ... 写入 AppState
}
```

### 智能清空与验证推动

一个微妙的设计：当所有任务都 `completed` 时，`newTodos` 被设为空数组（而非保留 `completed` 列表）。这确保 UI 上不会有"已完成"的视觉噪音。

此外，V1 包含一个**验证推动**（verification nudge）机制：当主线程 Agent 完成 3+ 个任务且没有任何一个是验证步骤时，系统在 tool\_result 中追加提示，催促 Agent 派生验证子 Agent：

```typescript theme={null}
// 条件：主线程 + 全部完成 + ≥3 项 + 无验证任务
if (allDone && todos.length >= 3 && !todos.some(t => /verif/i.test(t.content))) {
  verificationNudgeNeeded = true
}
// tool_result 中追加：
// "NOTE: You just closed out 3+ tasks and none was a verification step..."
```

这是防止 Agent "自说自话地宣布完成"的防御性设计——通过结构性推动而非硬约束。

## V2：文件系统持久化的任务系统

### 数据模型

每个任务是一个独立 JSON 文件，路径为 `~/.claude/tasks/<taskListId>/<id>.json`：

```typescript theme={null}
// src/utils/tasks.ts — TaskSchema
{
  id: string,           // 自增整数（1, 2, 3...）
  subject: string,      // 祈使句标题（如 "Fix auth bug"）
  description: string,  // 详细描述
  activeForm?: string,  // 进行时形式（如 "Fixing auth bug"），用于 spinner
  owner?: string,       // 认领该任务的 Agent ID/名称
  status: "pending" | "in_progress" | "completed",
  blocks: string[],     // 此任务阻塞哪些任务 ID
  blockedBy: string[],  // 哪些任务 ID 阻塞此任务
  metadata?: Record<string, unknown>  // 任意附加数据
}
```

### 任务列表 ID 的解析优先级

`getTaskListId()` 按 5 级优先级解析任务归属：

1. `CLAUDE_CODE_TASK_LIST_ID` 环境变量（显式覆盖）
2. 进程内 teammate 上下文的 teamName（共享 leader 的任务列表）
3. `CLAUDE_CODE_TEAM_NAME` 环境变量（进程级 teammate）
4. Leader 通过 `setLeaderTeamName()` 设置的 teamName
5. `getSessionId()`（独立会话的兜底）

这意味着多 Agent 团队模式下，所有 teammate 自动共享同一个任务列表，无需额外协调。

### ID 分配与高水位标记

任务 ID 是简单的递增整数，但在并发场景下需要防止竞争：

```typescript theme={null}
// src/utils/tasks.ts — createTask() 简化
async function createTask(taskListId, taskData) {
  release = await lockfile.lock(lockPath, LOCK_OPTIONS)  // 获取排他锁
  const highestId = await findHighestTaskId(taskListId)   // 读取当前最大 ID
  const id = String(highestId + 1)                        // 递增
  await writeFile(path, JSON.stringify({ id, ...taskData }))
  return id
}
```

锁配置使用指数退避重试 30 次（总计约 2.6 秒），适配 10+ 并发 Agent 的 swarm 场景。

高水位标记文件 `.highwatermark` 确保删除任务后 ID 不会被重用——即使任务 #5 被删除，下一个新建任务仍然是 #6。

## 依赖管理：blocks / blockedBy

任务间的依赖通过双向链表式的 `blocks` / `blockedBy` 字段实现：

* `taskA.blocks = ["3"]` 表示 "任务 A 完成前，任务 3 不能开始"
* `task3.blockedBy = ["A"]` 表示 "任务 3 必须等任务 A 完成"

`blockTask()` 函数同时维护两端：

```typescript theme={null}
// src/utils/tasks.ts — blockTask()
// A blocks B → 更新 A.blocks 加入 B，同时更新 B.blockedBy 加入 A
if (!fromTask.blocks.includes(toTaskId)) {
  await updateTask(taskListId, fromTaskId, { blocks: [...fromTask.blocks, toTaskId] })
}
if (!toTask.blockedBy.includes(fromTaskId)) {
  await updateTask(taskListId, toTaskId, { blockedBy: [...toTask.blockedBy, fromTaskId] })
}
```

删除任务时，系统自动清理所有指向它的依赖引用（`deleteTask()` 遍历全部任务移除 `blocks` 和 `blockedBy` 中的引用）。

## 任务认领与并发控制

`claimTask()` 是 V2 的核心并发原语，支持两种锁定粒度：

### 1. 任务级锁（默认）

仅锁定目标任务文件，适合单 Agent 场景：

```
getTask → 检查 owner → 检查 status → 检查 blockedBy → 写入 owner
```

### 2. 列表级锁 + Agent 忙碌检查

当 `checkAgentBusy: true` 时，锁定整个任务列表目录（`.lock` 文件），原子化地完成：

```
listTasks → 检查任务状态 → 检查依赖 → 检查 Agent 是否已拥有其他未完成任务 → 写入 owner
```

认领失败有 4 种原因：

| `reason`           | 含义                                        |
| ------------------ | ----------------------------------------- |
| `task_not_found`   | 任务 ID 不存在                                 |
| `already_claimed`  | 已被其他 Agent 认领                             |
| `already_resolved` | 任务已标记 completed                           |
| `blocked`          | blockedBy 列表中有未完成的任务                      |
| `agent_busy`       | 该 Agent 已拥有其他未完成任务（仅 `checkAgentBusy` 模式） |

## Agent 团队的任务生命周期

在 swarms 模式下，任务系统的生命周期是这样的：

```
Leader 创建团队
  ↓
Leader 用 TaskCreate 创建任务（status=pending, owner=undefined）
  ↓
Leader 用 TaskUpdate 设置依赖关系（addBlocks/addBlockedBy）
  ↓
Teammate 调用 TaskList → 发现可认领的任务
  ↓
Teammate 调用 TaskUpdate(taskId, {status: "in_progress"})
         → 自动设置 owner 为 teammate 名称
         → Leader 通过 mailbox 收到 task_assignment 通知
  ↓
Teammate 完成工作 → TaskUpdate(taskId, {status: "completed"})
         → tool_result 提示 "Call TaskList to find your next available task"
         → 依赖此任务的其他任务自动解锁
  ↓
Teammate 异常退出 → unassignTeammateTasks()
         → 未完成任务被重置为 pending + owner=undefined
         → Leader 收到通知并重新分配
```

### Hooks 集成

TaskCreate 和 TaskUpdate 都集成了 hooks 系统：

* **创建时**：`executeTaskCreatedHooks` — 外部钩子可以阻断任务创建（blockingError 导致任务被立即删除）
* **完成时**：`executeTaskCompletedHooks` — 外部钩子可以阻断任务标记为完成

这允许外部系统（CI、审批流）参与任务状态机。

## activeForm：终端 UX 的细节

每个任务有两个文案字段：

* `subject`：祈使句，用于任务列表展示（"Fix auth bug"）
* `activeForm`：进行时形式，用于 spinner 动画（"Fixing auth bug..."）

当 `activeForm` 缺省时，spinner 回退显示 `subject`。这个看似微小的设计确保了用户在等待时看到的是"正在做什么"而非"要做什么"。

## Plan Mode 与任务系统的配合

Plan Mode（计划模式）和任务系统是互补但独立的机制：

1. Plan Mode 限制工具集为只读（搜索、阅读），迫使 AI 先理解再行动
2. AI 在 Plan Mode 中用 TaskCreate 建立任务列表
3. 用户审批后退出 Plan Mode
4. AI 按 `blockedBy` 拓扑序逐项执行，每项用 TaskUpdate 标记进度

`shouldDefer: true` 属性确保这些工具调用不会触发权限确认弹窗——任务管理操作始终自动批准，因为它们不产生副作用。