JADE：Java Agent 开发框架与相关语言 / DSL 全面解析

一、JADE 概述：定位、起源与核心价值

在分布式系统与人工智能领域，多智能体系统（Multi-Agent System, MAS） 是一种通过多个 “智能体（Agent）” 协同完成复杂任务的架构 —— 每个 Agent 具备自主决策、通信协作、环境感知能力，可模拟人类社会的分工协作模式（如物流调度中的 “订单 Agent”“仓库 Agent”“配送 Agent” 协同）。而JADE（Java Agent Development Framework） 是实现 MAS 的主流 Java 框架，其核心目标是 “降低 Agent 开发门槛，提供标准化的 Agent 通信与协作能力”。

1. JADE 的起源与标准化基础

JADE 由意大利帕多瓦大学（University of Padua）的无线与多媒体通信实验室（WiMedia）于 2000 年启动开发，后由 JADE Software Group 维护，现为开源项目（Apache License 2.0）。其设计严格遵循FIPA（Foundation for Intelligent Physical Agents） 标准 ——FIPA 是智能体技术的国际标准化组织，定义了 Agent 通信语言、交互协议、本体（Ontology）等核心规范，确保不同框架开发的 Agent 可跨平台协作。

JADE 的核心价值在于：

• 标准化：遵循 FIPA 规范，Agent 通信与协作逻辑具备通用性，避免 “私有协议孤岛”；

• 轻量化：纯 Java 实现，无复杂依赖，支持 Windows、Linux、macOS 等多平台；

• 可扩展：提供插件化架构，支持自定义 Agent 行为、通信协议、安全机制；

• 可视化工具：内置 Agent 监控、调试工具（如 Remote Monitoring Tool、RMA），简化 MAS 开发与运维。

2. JADE 的应用场景

JADE 适用于需要 “分布式协作”“自主决策”“动态交互” 的场景，典型应用包括：

• 分布式任务调度：如云计算中资源分配 Agent、任务分发 Agent 协同调度计算资源；

• 智能协商系统：如电子商务中 “买家 Agent” 与 “卖家 Agent” 自动协商商品价格、交付时间；

• 物联网（IoT）协作：如智能家居中 “灯光 Agent”“温控 Agent”“安防 Agent” 根据用户习惯联动；

• 物流与供应链：如仓库 Agent、运输 Agent、订单 Agent 协同优化配送路径，降低成本；

• 医疗辅助系统：如 “患者监测 Agent”“医生 Agent”“药房 Agent” 协同管理患者诊疗流程。

二、JADE 核心架构：组件与运行机制

JADE 的架构围绕 “Agent 容器”“管理服务”“通信基础设施” 三层设计，确保 Agent 可独立运行、高效通信、统一管理。

1. 核心组件解析

JADE 的运行环境由以下关键组件构成（架构图如下）：

+---------------------------------------------+

| JADE Runtime Environment |

| |

| +----------------+ +-------------------+ |

| | Agent Container | Agent Container | |

| | (包含多个Agent) | (包含多个Agent) | |

| +----------------+ +-------------------+ |

| | | |

| +--------------------+ |

| | |

| +----------------+ +-------------------+ |

| | AMS (Agent Management Service) | |

| | (Agent注册、生命周期管理) | |

| +----------------+ +-------------------+ |

| | DF (Directory Facilitator) | |

| | (Agent服务注册与发现) | |

| +----------------+ +-------------------+ |

| |

+---------------------------------------------+

（1）Agent Container（Agent 容器）

• 定义：Agent 的运行载体，是 JADE 的基本部署单元，可理解为 “Agent 的‘操作系统’”；

• 功能：

1. 1. 管理 Agent 的创建、启动、暂停、销毁；

1. 1. 为 Agent 分配 Java 线程（每个 Agent 对应一个或多个线程）；

1. 1. 提供容器内 Agent 的本地通信通道，优化通信效率；

• 部署方式：

• • 独立容器：运行在单个 JVM 进程中，可通过网络与其他容器通信；

• • 主容器（Main Container）：必须启动的核心容器，内置 AMS、DF 等管理服务；

• • 远程容器：运行在其他主机或进程中，通过网络连接到主容器，扩展 MAS 的分布式能力。

示例：通过命令行启动主容器与远程容器

# 启动主容器（必选，内置AMS、DF）

java -cp jade.jar jade.Boot -gui

# 启动远程容器（连接到主容器，IP为192.168.1.100）

java -cp jade.jar jade.Boot -container -host 192.168.1.100 -port 1099

（2）AMS（Agent Management Service）

• 定位：JADE 的 “管理中枢”，相当于 MAS 的 “系统管理员”；

• 核心功能：

1. 1. Agent 身份管理：为每个 Agent 分配唯一标识符（Agent ID，如agent1@localhost:1099/JADE），确保身份唯一性；

1. 1. 生命周期控制：接收 Agent 的注册（register）、注销（deregister）请求，监控 Agent 运行状态（存活、故障）；

1. 1. 权限控制：验证 Agent 的操作权限（如是否允许创建容器、销毁其他 Agent）；

• 访问方式：Agent 通过 JADE API 调用 AMS 服务，无需手动配置，框架自动封装。

（3）DF（Directory Facilitator）

• 定位：JADE 的 “服务注册与发现中心”，相当于 MAS 的 “黄页”；

• 核心功能：

1. 1. 服务注册：Agent 将自身提供的服务（如 “订单处理服务”“物流查询服务”）注册到 DF，标注服务类型、描述、接口；

1. 1. 服务发现：Agent 通过 DF 查询所需服务（如 “查找所有提供物流查询服务的 Agent”），获取服务提供者的 Agent ID；

1. 1. 服务更新：Agent 更新或注销已注册的服务，确保 DF 中的服务信息实时有效；

• 意义：解决 Agent “服务找谁要” 的问题，避免 Agent 间硬编码依赖，提升 MAS 的灵活性。

示例：Agent 向 DF 注册服务的核心逻辑

// 1. 获取DF服务的代理（Agent通过代理与DF通信）

DFService dfService = DFService.getDFService(myAgent);

// 2. 创建服务描述（服务类型、名称、Agent ID）

ServiceDescription serviceDesc = new ServiceDescription();

serviceDesc.setType("LogisticsQueryService"); // 服务类型（自定义）

serviceDesc.setName("LogisticsAgent-Service"); // 服务名称

// 3. 创建Agent描述（关联Agent与服务）

DFAgentDescription dfAgentDesc = new DFAgentDescription();

dfAgentDesc.setName(myAgent.getAID()); // 绑定当前Agent的ID

dfAgentDesc.addServices(serviceDesc);

// 4. 向DF注册服务

dfService.register(dfAgentDesc);

2. Agent 的核心模型：自主与协作的基础

在 JADE 中，Agent 是 MAS 的最小功能单元，具备 “自主性”“反应性”“社会性”“目标导向性” 四大特性。其核心模型包括生命周期、核心方法、行为模型三部分。

（1）Agent 的生命周期

JADE 定义了 Agent 从创建到销毁的完整生命周期，由 AMS 统一管理，分为 5 个阶段：

1. 创建（Creation）：通过 JADE API（如AgentContainer.createNewAgent()）创建 Agent 实例，分配 Agent ID；

1. 初始化（Initialization）：调用 Agent 的setup()方法，执行初始化逻辑（如加载配置、注册服务到 DF）；

1. 运行（Execution）：Agent 执行核心行为（如处理消息、完成任务），可动态添加 / 移除行为；

1. 暂停（Suspension）：Agent 暂时停止运行（如调用doSuspend()），暂停后可通过doResume()恢复；

1. 销毁（Termination）：调用 Agent 的takeDown()方法，执行清理逻辑（如注销 DF 服务、释放资源），后被 AMS 注销。

示例：Agent 生命周期的核心方法重写

import jade.core.Agent;

// 自定义Agent，继承jade.core.Agent

public class LogisticsAgent extends Agent {

// 1. 初始化阶段调用（仅执行一次）

@Override

protected void setup() {

System.out.println("LogisticsAgent初始化：" + getAID().getName());

// 初始化逻辑：注册服务到DF、加载配置文件

registerToDF(); // 自定义方法：向DF注册服务

}

// 2. 销毁阶段调用（仅执行一次）

@Override

protected void takeDown() {

System.out.println("LogisticsAgent销毁：" + getAID().getName());

// 清理逻辑：从DF注销服务、关闭数据库连接

deregisterFromDF(); // 自定义方法：从DF注销服务

}

// 3. 暂停时调用

@Override

protected void afterMove() {

System.out.println("LogisticsAgent暂停后恢复：" + getAID().getName());

}

// 自定义：向DF注册服务的方法

private void registerToDF() {

// 省略DF注册逻辑（见上文DF组件示例）

}

// 自定义：从DF注销服务的方法

private void deregisterFromDF() {

// 省略DF注销逻辑

}

}

（2）Agent 的行为模型：任务执行的载体

JADE 中，Agent 的任务通过 “行为（Behaviour）” 实现 —— 行为是 Agent 的最小执行单元，支持串行、并行、循环等调度方式。JADE 提供两类核心行为：

① 基础行为（Basic Behaviour）

• 定义：一次性执行的行为，执行完成后自动从 Agent 的行为队列中移除；

• 核心方法：

• • action()：行为的核心逻辑（如发送一条消息、处理一个任务）；

• • done()：判断行为是否完成（返回true表示完成，false表示未完成）；

• 适用场景：简单的一次性任务（如发送一条查询消息、打印一条日志）。

示例：基础行为的实现

import jade.core.behaviours.Behaviour;

// 自定义基础行为

public class SendMessageBehaviour extends Behaviour {

private boolean isDone = false; // 行为完成标记

@Override

public void action() {

// 行为核心逻辑：发送一条消息给目标Agent

System.out.println("执行发送消息行为...");

// 省略消息发送逻辑（见下文通信部分）

isDone = true; // 标记行为完成

}

@Override

public boolean done() {

return isDone; // 返回行为是否完成

}

}

// Agent中添加基础行为

@Override

protected void setup() {

// 向Agent的行为队列添加自定义行为

addBehaviour(new SendMessageBehaviour());

}

② 循环行为（Cyclic Behaviour）

• 定义：循环执行的行为，done()方法始终返回false，需手动控制停止（如通过stop()方法）；

• 核心方法：仅需实现action()，逻辑会反复执行；

• 适用场景：持续运行的任务（如监听消息队列、定时检查任务状态）。

示例：循环行为的实现（监听消息）

import jade.core.behaviours.CyclicBehaviour;

import jade.lang.acl.ACLMessage;

// 自定义循环行为：监听并处理消息

public class ListenMessageBehaviour extends CyclicBehaviour {

@Override

public void action() {

// 接收消息（阻塞式，无消息时等待）

ACLMessage msg = myAgent.receive();

if (msg != null) {

// 处理消息（如解析内容、执行对应逻辑）

System.out.println("收到消息：" + msg.getContent());

handleMessage(msg); // 自定义消息处理方法

} else {

// 无消息时，阻塞当前行为，避免CPU空转

block();

}

}

// 自定义消息处理逻辑

private void handleMessage(ACLMessage msg) {

// 省略消息处理（如根据消息类型执行不同任务）

}

}

// Agent中添加循环行为

@Override

protected void setup() {

// 添加消息监听行为（持续运行）

addBehaviour(new ListenMessageBehaviour());

}

③ 复合行为（Composite Behaviour）

• 定义：包含多个子行为的复杂行为，支持按顺序（SequentialBehaviour）、并行（ParallelBehaviour）调度子行为；

• 适用场景：多步骤任务（如 “查询 DF 服务→发送请求→等待响应→处理结果” 需按顺序执行）。

示例：顺序复合行为的实现

import jade.core.behaviours.SequentialBehaviour;

// Agent中创建顺序复合行为

@Override

protected void setup() {

// 1. 创建顺序复合行为（子行为按添加顺序执行）

SequentialBehaviour seqBehaviour = new SequentialBehaviour(this);

// 2. 添加子行为1：查询DF服务

seqBehaviour.addSubBehaviour(new QueryDFBehaviour());

// 3. 添加子行为2：发送请求消息

seqBehaviour.addSubBehaviour(new SendRequestBehaviour());

// 4. 添加子行为3：处理响应消息

seqBehaviour.addSubBehaviour(new HandleResponseBehaviour());

// 5. 执行复合行为

addBehaviour(seqBehaviour);

}

三、JADE 通信语言：Agent 协作的 “语言” 基础

Agent 间的协作依赖 “通信”，JADE 遵循 FIPA 规范，定义了ACL（Agent Communication Language） 作为 Agent 的标准通信语言，同时支持 FIPA 交互协议（如请求、提议、协商），确保通信逻辑标准化。

1. ACL 消息结构：Agent 通信的 “语法”

ACL 消息是 Agent 间传递信息的载体，其结构严格遵循 FIPA ACL 规范，包含 8 个核心字段，每个字段对应通信的关键信息：

字段（Field）	作用	示例值
Sender	消息发送者的 Agent ID（唯一标识）	logisticsAgent@localhost:1099/JADE
Receivers	消息接收者的 Agent ID 列表（支持单播、多播）	[orderAgent@localhost:1099/JADE]
Performative	消息意图（FIPA 定义的行为类型，如请求、同意、拒绝）	REQUEST（请求）、AGREE（同意）
Content	消息内容（可自定义格式，如字符串、XML、JSON，需双方约定）	{"orderId":"123","product":"手机"}
Language	消息内容的编码语言（说明Content字段的格式）	JSON、XML、FIPA-SL（FIPA 语义语言）
Ontology	消息内容的本体（定义消息中术语的含义，确保双方理解一致）	OrderOntology（订单领域本体）
Protocol	消息遵循的交互协议（FIPA 定义的协作流程，如请求 - 响应协议）	FIPA-Request-Protocol
Conversation-ID	对话 ID（标识同一对话的消息，避免消息混乱，如一次订单协商的多轮消息）	conv-123456

核心字段详解：

• Performative（消息意图）：FIPA 定义了 23 种标准意图，覆盖 Agent 协作的常见场景，核心类型如下：

• • REQUEST：请求接收者执行某个动作（如 “请求订单 Agent 处理订单 123”）；

• • AGREE：同意执行请求的动作（如 “订单 Agent 同意处理订单 123”）；

• • REFUSE：拒绝执行请求的动作（如 “订单 Agent 拒绝处理订单 123，因库存不足”）；

• • PROPOSE：向接收者提出一个提议（如 “卖家 Agent 提议商品价格 99 元”）；

• • ACCEPT_PROPOSAL：接受提议（如 “买家 Agent 接受 99 元的价格提议”）；

• • INFORM：向接收者告知一个事实（如 “物流 Agent 告知订单 123 已发货”）。

• Ontology（本体）：解决 “术语理解不一致” 的问题 —— 例如 “订单状态” 在物流 Agent 中可能用 “SHIPPED” 表示，在订单 Agent 中用 “已发货” 表示，本体通过定义术语映射（SHIPPED ↔ “已发货”），确保双方理解一致。JADE 通过Ontology类实现本体定义，支持自定义术语、关系、约束。

2. FIPA 交互协议：Agent 协作的 “流程”

交互协议是 Agent 间多轮通信的 “流程规范”，定义了 “谁在什么时候发送什么类型的消息”，确保协作逻辑可预测。JADE 支持 FIPA 定义的 10 + 种协议，核心协议如下：

（1）FIPA-Request-Protocol（请求 - 响应协议）

• 适用场景：Agent A 请求 Agent B 执行某个动作，B 返回执行结果；

• 流程：

1. 1. A 发送REQUEST消息给 B，说明请求执行的动作（如 “处理订单 123”）；

1. 1. B 接收消息后，若同意执行，发送AGREE消息给 A；若拒绝，发送REFUSE消息；

1. 1. B 执行动作完成后，发送INFORM消息给 A，告知结果（如 “订单 123 处理完成”）；若执行失败，发送FAILURE消息。

示例：基于 Request 协议的 Agent 通信代码

// 1. 发送方Agent（请求方）：发送REQUEST消息

public class ClientAgent extends Agent {

@Override

protected void setup() {

// 获取接收方Agent的ID（假设从DF查询得到）

AID serverAID = new AID("orderAgent@localhost:1099/JADE", AID.ISGUID);

// 创建ACL消息，指定Performative为REQUEST

ACLMessage requestMsg = new ACLMessage(ACLMessage.REQUEST);

requestMsg.addReceiver(serverAID); // 设置接收者

requestMsg.setContent("{\"orderId\":\"123\",\"action\":\"process\"}"); // 消息内容

requestMsg.setLanguage("JSON"); // 内容格式

requestMsg.setProtocol("FIPA-Request-Protocol"); // 遵循的协议

requestMsg.setConversationId("conv-order-123"); // 对话ID

// 发送消息

send(requestMsg);

System.out.println("发送REQUEST消息：请求处理订单123");

// 添加行为，监听响应消息

addBehaviour(new ListenResponseBehaviour());

}

// 监听响应消息的行为

private class ListenResponseBehaviour extends CyclicBehaviour {

@Override

public void action() {

ACLMessage responseMsg = myAgent.receive();

if (responseMsg != null) {

String convId = responseMsg.getConversationId();

if ("conv-order-123".equals(convId)) {

// 根据Performative处理不同响应

switch (responseMsg.getPerformative()) {

case ACLMessage.AGREE:

System.out.println("收到AGREE消息：订单Agent同意处理");

break;

case ACLMessage.INFORM:

System.out.println("收到INFORM消息：" + responseMsg.getContent());

break;

case ACLMessage.REFUSE:

System.out.println("收到REFUSE消息：" + responseMsg.getContent());

break;

}

}

} else {

block();

}

}

}

}

// 2. 接收方Agent（服务方）：处理REQUEST消息并响应

public class OrderAgent extends Agent {

@Override

protected void setup() {

// 添加行为，监听REQUEST消息

addBehaviour(new HandleRequestBehaviour());

}

private class HandleRequestBehaviour extends CyclicBehaviour {

@Override

public void action() {

ACLMessage requestMsg = myAgent.receive();

if (requestMsg != null) {

// 验证消息协议与意图

if ("FIPA-Request-Protocol".equals(requestMsg.getProtocol()) &&

requestMsg.getPerformative() == ACLMessage.REQUEST) {

String content = requestMsg.getContent();

System.out.println("收到REQUEST消息：" + content);

// 1. 发送AGREE消息，告知同意处理

ACLMessage agreeMsg = requestMsg.createReply(); // 创建回复消息（自动填充发送者、接收者、对话ID）

agreeMsg.setPerformative(ACLMessage.AGREE);

send(agreeMsg);

// 2. 模拟处理订单（实际场景中为业务逻辑）

boolean processSuccess = processOrder(content);

// 3. 发送处理结果（INFORM或FAILURE）

ACLMessage resultMsg = requestMsg.createReply();

if (processSuccess) {

resultMsg.setPerformative(ACLMessage.INFORM);

resultMsg.setContent("{\"orderId\":\"123\",\"status\":\"processed\"}");

} else {

resultMsg.setPerformative(ACLMessage.FAILURE);

resultMsg.setContent("{\"orderId\":\"123\",\"reason\":\"库存不足\"}");

}

send(resultMsg);

}

} else {

block();

}

}

// 模拟订单处理逻辑

private boolean processOrder(String content) {

// 解析JSON内容（省略解析逻辑）

return true; // 假设处理成功

}

}

}

（2）FIPA-Contract-Net-Protocol（合同网协议）

• 适用场景：一个 Agent（发起方）需要完成复杂任务，通过 “招标 - 投标 - 中标” 流程选择其他 Agent 协作（如物流调度中，调度 Agent 招标，多个运输 Agent 投标，选择最优者）；

• 流程：

1. 1. 发起方发送CFP（Call for Proposal，招标）消息，说明任务需求（如 “运输 10 吨货物从北京到上海”）；

1. 1. 接收方（投标方）若能完成任务，发送PROPOSE（投标）消息，说明报价、时间（如 “报价 5000 元，2 天送达”）；若不能完成，不响应；

1. 1. 发起方评估所有投标，向中标方发送ACCEPT_PROPOSAL（接受投标）消息，向未中标方发送REJECT_PROPOSAL（拒绝投标）消息；

1. 1. 中标方执行任务后，发送INFORM消息告知结果。

3. 消息传递机制：从本地到分布式

JADE 支持两种消息传递方式，适配不同部署场景：

• 本地通信：同一容器内的 Agent 通信，通过容器内的内存队列传递消息，无需网络开销，效率极高；

• 远程通信：不同容器（跨主机 / 跨进程）的 Agent 通信，通过 RMI（Remote Method Invocation）或 HTTP 协议传递消息，JADE 自动处理序列化、网络传输，Agent 无需关注底层细节。

消息传递的核心保障：

• 可靠性：JADE 支持消息确认机制（如通过INFORM消息确认接收），避免消息丢失；

• 异步性：Agent 发送消息后无需等待响应，可继续执行其他任务，通过 “行为” 异步监听响应，符合分布式系统的异步协作需求。

四、JADE 开发实践：环境搭建与核心流程

掌握 JADE 的开发流程是实际应用的基础，本节从环境搭建、HelloWorld 示例、复杂 MAS 开发三部分展开，结合代码与步骤说明。

1. 开发环境搭建

JADE 基于 Java 开发，需先配置 Java 环境，再下载 JADE 框架：

（1）前置条件

• JDK：推荐 JDK 8+（JADE 4.6 + 支持 JDK 8 及以上）；

• 开发工具：Eclipse、IntelliJ IDEA 等 Java IDE；

• JADE 包：从JADE 官网下载最新版（如 jade-bin-4.6.0.zip），解压后包含jade.jar（核心库）、lib（依赖库）、examples（示例代码）。

（2）IDE 配置（以 IntelliJ IDEA 为例）

1. 新建 Java 项目（如 “JADE-Demo”）；

1. 导入 JADE 依赖：

• • 右键项目 → Open Module Settings → Libraries → + → 选择解压后的jade.jar；

• • 若需使用 JSON 解析等功能，导入lib目录下的json-simple-1.1.1.jar等依赖；

1. 配置运行参数（启动主容器）：

• • 新建Application运行配置 → Main class选择jade.Boot（JADE 的启动类）；

• • Program arguments输入-gui（启动图形化监控工具）；

1. 运行配置：点击 “Run”，启动 JADE 主容器，弹出 “JADE Remote Monitoring Tool”（RMA）窗口，说明环境搭建成功。

2. HelloWorld 示例：创建第一个 Agent

目标：创建一个HelloAgent，启动后打印 “Hello JADE!”，并向 AMS 注册。

（1）代码实现

import jade.core.Agent;

/**

* JADE HelloWorld Agent

*/

public class HelloAgent extends Agent {

// 初始化方法：Agent启动时执行

@Override

protected void setup() {

// 1. 获取Agent的ID（AID）

String agentName = getAID().getName();

// 2. 打印Hello消息

System.out.println("Hello JADE! 我是Agent：" + agentName);

// 3. （可选）从参数中获取启动参数

Object[] args = getArguments();

if (args != null && args.length > 0) {

System.out.println("我的启动参数：" + args[0]);

}

}

// 销毁方法：Agent关闭时执行

@Override

protected void takeDown() {

System.out.println("HelloAgent即将关闭，再见！");

}

}

（2）运行 Agent

1. 配置运行参数：

• • Main class：jade.Boot；

• • Program arguments：-gui helloAgent:com.example.HelloAgent("我的参数")；

• • • 格式说明：Agent名称:Agent全类名(启动参数)，多个 Agent 用空格分隔；

1. 运行配置：启动后，RMA 窗口会显示helloAgent的信息，控制台输出：

Hello JADE! 我是Agent：helloAgent@localhost:1099/JADE

我的启动参数：我的参数

1. 关闭 Agent：在 RMA 窗口右键helloAgent → Kill Agent，控制台输出 “HelloAgent 即将关闭，再见！”。

3. 复杂 MAS 开发：多 Agent 协作示例

目标：构建一个简单的 “订单处理系统”，包含 3 个 Agent：

• OrderAgent：接收订单请求，注册 “订单处理服务” 到 DF；

• LogisticsAgent：提供物流查询服务，注册到 DF；

• ClientAgent：从 DF 查询OrderAgent，发送订单请求，再查询LogisticsAgent获取物流信息。

（1）OrderAgent（订单处理 Agent）

import jade.core.Agent;

import jade.domain.DFService;

import jade.domain.FIPAException;

import jade.domain.FIPAAgentManagement.DFAgentDescription;

import jade.domain.FIPAAgentManagement.ServiceDescription;

import jade.lang.acl.ACLMessage;

import jade.lang.acl.CyclicBehaviour;

public class OrderAgent extends Agent {

@Override

protected void setup() {

// 1. 向DF注册“订单处理服务”

registerToDF();

// 2. 添加行为：监听订单请求

addBehaviour(new HandleOrderRequestBehaviour());

}

// 向DF注册服务

private void registerToDF() {

DFAgentDescription dfAgentDesc = new DFAgentDescription();

dfAgentDesc.setName(getAID());

ServiceDescription serviceDesc = new ServiceDescription();

serviceDesc.setType("OrderProcessingService");

serviceDesc.setName("OrderAgent-Service");

dfAgentDesc.addServices(serviceDesc);

try {

DFService.register(this, dfAgentDesc);

System.out.println("OrderAgent：已注册订单处理服务到DF");

} catch (FIPAException e) {

e.printStackTrace();

}

}

// 处理订单请求的循环行为

private class HandleOrderRequestBehaviour extends CyclicBehaviour {

@Override

public void action() {

ACLMessage requestMsg = myAgent.receive();

if (requestMsg != null) {

if (requestMsg.getPerformative() == ACLMessage.REQUEST) {

String orderContent = requestMsg.getContent();

System.out.println("OrderAgent：收到订单请求：" + orderContent);

// 模拟处理订单

String result = "{\"orderId\":\"123\",\"status\":\"processed\",\"message\":\"订单处理成功\"}";

// 发送处理结果（INFORM消息）

ACLMessage resultMsg = requestMsg.createReply();

resultMsg.setPerformative(ACLMessage.INFORM);

resultMsg.setContent(result);

myAgent.send(resultMsg);

System.out.println("OrderAgent：已发送订单处理结果");

}

} else {

block();

}

}

}

@Override

protected void takeDown() {

// 从DF注销服务

try {

DFService.deregister(this);

System.out.println("OrderAgent：已从DF注销服务");

} catch (FIPAException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

（2）LogisticsAgent（物流查询 Agent）

import jade.core.Agent;

import jade.domain.DFService;

import jade.domain.FIPAException;

import jade.domain.FIPAAgentManagement.DFAgentDescription;

import jade.domain.FIPAAgentManagement.ServiceDescription;

import jade.lang.acl.ACLMessage;

import jade.lang.acl.CyclicBehaviour;

public class LogisticsAgent extends Agent {

@Override

protected void setup() {

// 1. 向DF注册“物流查询服务”

registerToDF();

// 2. 添加行为：监听物流查询请求

addBehaviour(new HandleLogisticsQueryBehaviour());

}

private void registerToDF() {

DFAgentDescription dfAgentDesc = new DFAgentDescription();

dfAgentDesc.setName(getAID());

ServiceDescription serviceDesc = new ServiceDescription();

serviceDesc.setType("LogisticsQueryService");

serviceDesc.setName("LogisticsAgent-Service");

dfAgentDesc.addServices(serviceDesc);

try {

DFService.register(this, dfAgentDesc);

System.out.println("LogisticsAgent：已注册物流查询服务到DF");

} catch (FIPAException e) {

e.printStackTrace();

}

}

private class HandleLogisticsQueryBehaviour extends CyclicBehaviour {

@Override

public void action() {

ACLMessage queryMsg = myAgent.receive();

if (queryMsg != null) {

if (queryMsg.getPerformative() == ACLMessage.REQUEST) {

String orderId = queryMsg.getContent();

System.out.println("LogisticsAgent：收到物流查询请求，订单ID：" + orderId);

// 模拟查询物流信息

String logisticsInfo = "{\"orderId\":\"123\",\"logisticsNo\":\"SF123456\",\"status\":\"已发货，运往北京\"}";

// 发送查询结果

ACLMessage resultMsg = queryMsg.createReply();

resultMsg.setPerformative(ACLMessage.INFORM);

resultMsg.setContent(logisticsInfo);

myAgent.send(resultMsg);

System.out.println("LogisticsAgent：已发送物流信息");

}

} else {

block();

}

}

}

@Override

protected void takeDown() {

try {

DFService.deregister(this);

System.out.println("LogisticsAgent：已从DF注销服务");

} catch (FIPAException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

（3）ClientAgent（客户端 Agent）

import jade.core.Agent;

import jade.core.AID;

import jade.domain.DFService;

import jade.domain.FIPAException;

import jade.domain.FIPAAgentManagement.DFAgentDescription;

import jade.domain.FIPAAgentManagement.ServiceDescription;

import jade.lang.acl.ACLMessage;

import jade.lang.acl.CyclicBehaviour;

import jade.lang.acl.MessageTemplate;

public class ClientAgent extends Agent {

private AID orderAgentAID; // OrderAgent的ID

private AID logisticsAgentAID; // LogisticsAgent的ID

@Override

protected void setup() {

System.out.println("ClientAgent：启动，开始查询服务...");

// 1. 从DF查询OrderAgent和LogisticsAgent

queryServiceFromDF();

// 2. 若查询到服务，发送订单请求

if (orderAgentAID != null) {

sendOrderRequest();

}

// 3. 添加行为：监听响应消息

addBehaviour(new HandleResponseBehaviour());

}

// 从DF查询服务

private void queryServiceFromDF() {

// 查询OrderAgent（服务类型：OrderProcessingService）

DFAgentDescription orderDFDesc = new DFAgentDescription();

ServiceDescription orderServiceDesc = new ServiceDescription();

orderServiceDesc.setType("OrderProcessingService");

orderDFDesc.addServices(orderServiceDesc);

// 查询LogisticsAgent（服务类型：LogisticsQueryService）

DFAgentDescription logisticsDFDesc = new DFAgentDescription();

ServiceDescription logisticsServiceDesc = new ServiceDescription();

logisticsServiceDesc.setType("LogisticsQueryService");

logisticsDFDesc.addServices(logisticsServiceDesc);

try {

// 执行查询

DFAgentDescription[] orderResults = DFService.search(this, orderDFDesc);

DFAgentDescription[] logisticsResults = DFService.search(this, logisticsDFDesc);

// 提取查询结果（假设仅一个服务提供者）

if (orderResults.length > 0) {

orderAgentAID = orderResults[0].getName();

System.out.println("ClientAgent：找到OrderAgent：" + orderAgentAID.getName());

} else {

System.out.println("ClientAgent：未找到OrderAgent");

}

if (logisticsResults.length > 0) {

logisticsAgentAID = logisticsResults[0].getName();

System.out.println("ClientAgent：找到LogisticsAgent：" + logisticsAgentAID.getName());

} else {

System.out.println("ClientAgent：未找到LogisticsAgent");

}

} catch (FIPAException e) {

e.printStackTrace();

}

}

// 发送订单请求给OrderAgent

private void sendOrderRequest() {

ACLMessage orderRequest = new ACLMessage(ACLMessage.REQUEST);

orderRequest.addReceiver(orderAgentAID);

orderRequest.setContent("{\"orderId\":\"123\",\"product\":\"手机\",\"quantity\":1}");

orderRequest.setLanguage("JSON");

orderRequest.setConversationId("conv-order-123");

send(orderRequest);

System.out.println("ClientAgent：已发送订单请求给OrderAgent");

}

// 处理响应消息的行为（区分订单结果和物流结果）

private class HandleResponseBehaviour extends CyclicBehaviour {

@Override

public void action() {

// 匹配对话ID为"conv-order-123"的消息

MessageTemplate template = MessageTemplate.MatchConversationId("conv-order-123");

ACLMessage responseMsg = myAgent.receive(template);

if (responseMsg != null) {

String content = responseMsg.getContent();

if (responseMsg.getPerformative() == ACLMessage.INFORM) {

// 判断消息来源，区分订单结果和物流结果

if (responseMsg.getSender().equals(orderAgentAID)) {

System.out.println("ClientAgent：收到订单处理结果：" + content);

// 订单处理成功后，查询物流信息

if (logisticsAgentAID != null) {

sendLogisticsQuery();

}

} else if (responseMsg.getSender().equals(logisticsAgentAID)) {

System.out.println("ClientAgent：收到物流查询结果：" + content);

}

}

} else {

block();

}

}

// 发送物流查询请求给LogisticsAgent

private void sendLogisticsQuery() {

ACLMessage logisticsQuery = new ACLMessage(ACLMessage.REQUEST);

logisticsQuery.addReceiver(logisticsAgentAID);

logisticsQuery.setContent("123"); // 订单ID

logisticsQuery.setConversationId("conv-order-123");

myAgent.send(logisticsQuery);

System.out.println("ClientAgent：已发送物流查询请求给LogisticsAgent");

}

}

}

（4）运行 MAS 系统

1. 配置运行参数：

• • Program arguments：-gui orderAgent:com.example.OrderAgent logisticsAgent:com.example.LogisticsAgent clientAgent:com.example.ClientAgent；

1. 运行结果：控制台输出以下日志，说明多 Agent 协作成功：

OrderAgent：已注册订单处理服务到DF

LogisticsAgent：已注册物流查询服务到DF

ClientAgent：启动，开始查询服务...

ClientAgent：找到OrderAgent：orderAgent@localhost:1099/JADE

ClientAgent：找到LogisticsAgent：logisticsAgent@localhost:1099/JADE

ClientAgent：已发送订单请求给OrderAgent

OrderAgent：收到订单请求：{"orderId":"123","product":"手机","quantity":1}

OrderAgent：已发送订单处理结果

ClientAgent：收到订单处理结果：{"orderId":"123","status":"processed","message":"订单处理成功"}

ClientAgent：已发送物流查询请求给LogisticsAgent

LogisticsAgent：收到物流查询请求，订单ID：123

LogisticsAgent：已发送物流信息

ClientAgent：收到物流查询结果：{"orderId":"123","logisticsNo":"SF123456","status":"已发货，运往北京"}

五、JADE 相关 DSL：简化 MAS 开发的领域特定语言

JADE 本身以 Java 为开发语言，但在实际项目中，为简化 “Agent 配置”“行为定义”“协议流程” 等重复工作，开发者常使用领域特定语言（DSL） ——DSL 是针对特定领域（如 Agent 配置、通信协议）设计的简化语法，比 Java 更直观、简洁。

1. JADE 配置 DSL：简化容器与 Agent 部署

JADE 的容器、Agent 部署通常需通过命令行参数或 Java 代码配置，复杂 MAS 系统（如 10 + 个 Agent、多容器）的配置会非常繁琐。为此，社区开发了基于 XML/YAML 的配置 DSL，通过配置文件定义部署结构，无需编写重复的 Java 代码。

（1）XML 配置 DSL（JADE 原生支持）

JADE 提供jade.tools.launcher工具，支持通过 XML 文件定义容器、Agent、服务参数，示例如下：

<!-- mas-config.xml：MAS部署配置文件 -->

<jadeLauncher>

<!-- 1. 定义主容器（必须包含AMS、DF） -->

<container name="MainContainer" main="true" host="localhost" port="1099">

<!-- 主容器启动参数 -->

<arguments>-gui</arguments>

</container>

<!-- 2. 定义远程容器（运行OrderAgent和LogisticsAgent） -->

<container name="ServiceContainer" host="localhost" port="1100">

<!-- 连接到主容器 -->

<arguments>-container -host localhost -port 1099</arguments>

<!-- 定义Agent -->

<agent name="orderAgent" class="com.example.OrderAgent">

<!-- Agent启动参数（可选） -->

<argument value="order-service-1.0"/>

</agent>

<agent name="logisticsAgent" class="com.example.LogisticsAgent">

<argument value="logistics-service-1.0"/>

</agent>

</container>

<!-- 3. 定义客户端容器（运行ClientAgent） -->

<container name="ClientContainer" host="localhost" port="1101">

<arguments>-container -host localhost -port 1099</arguments>

<agent name="clientAgent" class="com.example.ClientAgent"/>

</container>

</jadeLauncher>

运行方式：通过命令行加载 XML 配置文件，自动启动所有容器与 Agent：

java -cp jade.jar jade.tools.launcher.Launcher mas-config.xml

优势：

• 集中管理所有部署配置，避免命令行参数过长；

• 支持多环境配置（如开发环境、生产环境的容器端口不同），只需修改 XML 文件。

（2）YAML 配置 DSL（社区扩展）

XML 语法较繁琐，社区常用 YAML（更简洁的标记语言）作为配置 DSL，需结合第三方库（如jade-yaml-config）解析。示例如下：

# mas-config.yaml

containers:

# 主容器

MainContainer:

main: true

host: localhost

port: 1099

arguments: -gui

# 服务容器

ServiceContainer:

host: localhost

port: 1100

arguments: -container -host localhost -port 1099

agents:

orderAgent:

class: com.example.OrderAgent

arguments: [order-service-1.0]

logisticsAgent:

class: com.example.LogisticsAgent

arguments: [logistics-service-1.0]

# 客户端容器

ClientContainer:

host: localhost

port: 1101

arguments: -container -host localhost -port 1099

agents:

clientAgent:

class: com.example.ClientAgent

解析逻辑：通过自定义 Java 工具类解析 YAML 文件，生成 JADE 容器启动命令，示例代码片段：

import org.yaml.snakeyaml.Yaml;

import java.io.FileInputStream;

import java.util.Map;

public class YamlConfigLoader {

public static void main(String[] args) throws Exception {

// 加载YAML配置文件

Yaml yaml = new Yaml();

Map<String, Object> config = yaml.load(new FileInputStream("mas-config.yaml"));

// 解析容器配置（省略解析逻辑，生成启动命令）

parseContainers(config);

// 启动容器与Agent（调用JADE API）

startContainers();

}

private static void parseContainers(Map<String, Object> config) {

// 省略解析YAML中的容器、Agent配置逻辑

}

private static void startContainers() {

// 省略调用JADE API启动容器的逻辑

}

}

2. Agent 行为 DSL：简化行为定义

JADE 的行为（Behaviour）需通过 Java 类实现，复杂行为（如多轮通信、条件分支）的代码会非常冗长。为此，社区开发了基于 Groovy/Kotlin 的行为 DSL，通过简洁的语法定义行为逻辑，示例如下（基于 Groovy）：

Groovy 行为 DSL 示例（简化循环行为）

import jade.core.Agent

import jade.lang.acl.ACLMessage

// 自定义Agent，使用Groovy DSL定义行为

class GroovyClientAgent extends Agent {

@Override

protected void setup() {

println "GroovyClientAgent：启动"

// 使用DSL定义循环行为：监听REQUEST消息

addBehaviour {

action: {

def msg = myAgent.receive()

if (msg) {

if (msg.performative == ACLMessage.REQUEST) {

println "收到请求：${msg.content}"

// 发送响应

def reply = msg.createReply()

reply.performative = ACLMessage.INFORM

reply.content = "处理成功"

myAgent.send(reply)

}

} else {

block()

}

}

}

}

}

优势：

• 无需定义单独的Behaviour子类，行为逻辑内联在 Agent 的setup()方法中；

• 语法简洁，省略 Java 的@Override、类型声明等冗余代码，聚焦业务逻辑。

3. 交互协议 DSL：简化 FIPA 协议流程

FIPA 协议（如 Request、Contract-Net）的实现需编写大量消息发送、接收、状态判断代码，社区开发了基于 “状态机” 的协议 DSL，通过定义 “状态 - 事件 - 动作” 映射，自动生成协议逻辑。

基于状态机的 Request 协议 DSL 示例

// 使用第三方库（如JADE-Extensions）的DSL定义Request协议

import jade.ext.protocol.RequestProtocolDSL;

public class ProtocolAgent extends Agent {

@Override

protected void setup() {

// 使用DSL定义Request协议的客户端逻辑

RequestProtocolDSL.client(this)

.targetAgent("orderAgent@localhost:1099/JADE") // 目标Agent

.content("{\"orderId\":\"123\"}") // 请求内容

.onAgree(() -> {

// 收到AGREE消息的回调

System.out.println("服务方同意处理");

})

.onInform((content) -> {

// 收到INFORM消息的回调

System.out.println("处理结果：" + content);

})

.onRefuse((content) -> {

// 收到REFUSE消息的回调

System.out.println("服务方拒绝：" + content);

})

.start(); // 启动协议

}

}

优势：

• 无需手动编写消息监听、状态判断代码，DSL 自动处理协议流程；

• 回调函数式编程，逻辑清晰，易于维护。

六、JADE 高级特性：扩展 MAS 能力

JADE 提供多种高级特性，满足复杂 MAS 的需求，如移动 Agent、本体、安全机制等。

1. 移动 Agent：跨容器动态迁移

定义：移动 Agent 是可在不同容器间迁移的 Agent，迁移时携带自身状态（如变量值、未完成的任务），迁移后继续执行。

核心场景：

• 分布式计算：Agent 从资源不足的容器迁移到资源充足的容器（如从本地 PC 迁移到云服务器）；

• 边缘计算：Agent 从云端迁移到边缘设备（如物联网网关），减少网络传输延迟。

实现示例：Agent 迁移逻辑

import jade.core.Agent;

import jade.core.Location;

import jade.core.behaviours.OneShotBehaviour;

public class MobileAgent extends Agent {

@Override

protected void setup() {

System.out.println("MobileAgent：当前容器：" + here().getName());

// 添加行为：执行迁移

addBehaviour(new MigrateBehaviour());

}

// 一次性行为：执行迁移

private class MigrateBehaviour extends OneShotBehaviour {

@Override

public void action() {

// 定义目标容器的位置（主机：localhost，端口：1100，容器名：ServiceContainer）

Location targetLocation = new Location() {

@Override

public String getName() {

return "ServiceContainer";

}

@Override

public String getAddress() {

return "localhost:1100";

}

};

// 执行迁移（blocking=true表示迁移完成前阻塞）

doMove(targetLocation, true);

System.out.println("MobileAgent：已迁移到容器：" + targetLocation.getName());

}

}

// 迁移完成后调用

@Override

protected void afterMove() {

System.out.println("MobileAgent：迁移完成，继续执行任务...");

// 迁移后执行的逻辑（如继续处理任务）

}

}

2. 本体（Ontology）：知识共享与语义一致性

定义：本体是 Agent 间共享知识的 “术语表”，定义领域内的概念（如 “订单”“商品”）、属性（如 “订单 ID”“商品价格”）、关系（如 “订单包含商品”），确保不同 Agent 对术语的理解一致。

JADE 本体实现：通过jade.content.onto.Ontology类定义本体，示例如下：

import jade.content.onto.BasicOntology;

import jade.content.onto.Ontology;

import jade.content.onto.OntologyException;

import jade.content.schema.ConceptSchema;

import jade.content.schema.PredicateSchema;

import jade.content.schema.ObjectSchema;

// 定义订单领域本体

public class OrderOntology extends Ontology {

// 本体名称

public static final String ONTOLOGY_NAME = "OrderOntology";

// 单例实例

private static Ontology instance = new OrderOntology();

// 概念名称（如“Order”表示订单概念）

public static final String ORDER = "Order";

// 概念属性（如“orderId”“product”）

public static final String ORDER_ORDERID = "orderId";

public static final String ORDER_PRODUCT = "product";

// 谓词名称（如“OrderProcessed”表示“订单已处理”的事实）

public static final String ORDER_PROCESSED = "OrderProcessed";

public static final String ORDER_PROCESSED_ORDER = "order";

private OrderOntology() {

// 继承基础本体（BasicOntology）

super(ONTOLOGY_NAME, BasicOntology.getInstance());

try {

// 1. 定义“Order”概念的结构

ConceptSchema orderSchema = new ConceptSchema(ORDER);

orderSchema.add(ORDER_ORDERID, (ObjectSchema) ObjectSchema.getSchema(String.class));

orderSchema.add(ORDER_PRODUCT, (ObjectSchema) ObjectSchema.getSchema(String.class));

add(orderSchema);

// 2. 定义“OrderProcessed”谓词的结构

PredicateSchema processedSchema = new PredicateSchema(ORDER_PROCESSED);

processedSchema.add(ORDER_PROCESSED_ORDER, orderSchema);

add(processedSchema);

} catch (OntologyException e) {

e.printStackTrace();

}

}

// 获取本体单例

public static Ontology getInstance() {

return instance;

}

}

本体使用场景：Agent 发送消息时，指定本体，接收方通过本体解析消息内容，确保理解一致：

// 发送方：使用本体定义消息内容

ACLMessage msg = new ACLMessage(ACLMessage.INFORM);

msg.addReceiver(targetAID);

// 指定本体

msg.setOntology(OrderOntology.ONTOLOGY_NAME);

// 构建本体概念（Order）

Concept order = new Concept();

order.setSlot(OrderOntology.ORDER_ORDERID, "123");

order.setSlot(OrderOntology.ORDER_PRODUCT, "手机");

// 设置消息内容为本体谓词（OrderProcessed）

Predicate processed = new Predicate();

processed.setSlot(OrderOntology.ORDER_PROCESSED_ORDER, order);

msg.setContent(processed.toString());

send(msg);

// 接收方：通过本体解析消息内容

Ontology orderOnto = OrderOntology.getInstance();

ContentManager cm = getContentManager();

cm.registerOntology(orderOnto);

// 解析消息内容为本体对象

Predicate processed = (Predicate) cm.extractContent(msg);

Concept order = (Concept) processed.getSlot(OrderOntology.ORDER_PROCESSED_ORDER);

String orderId = (String) order.getSlot(OrderOntology.ORDER_ORDERID);

3. 安全机制：保障 Agent 通信与运行安全

JADE 提供多层安全机制，防止恶意 Agent 攻击、消息篡改、身份伪造：

• Agent 身份认证：通过jade.security.JADESecurityManager验证 Agent 的身份，仅允许授权 Agent 接入 MAS；

• 消息加密与签名：支持 SSL/TLS 协议加密消息传输，通过数字签名确保消息完整性（未被篡改）；

• 权限控制：通过jade.security.Permission定义 Agent 的操作权限（如是否允许创建容器、注销其他 Agent）。

安全配置示例：启用 SSL 加密通信

# 启动主容器，启用SSL（指定密钥库、信任库）

java -cp jade.jar jade.Boot -gui -ssl -keystore jade.keystore -storepass 123456 -truststore jade.truststore -trustpass 123456

七、JADE 的优缺点与未来发展

1. 优点

• 标准化：遵循 FIPA 规范，Agent 可跨框架协作，降低技术选型风险；

• 易用性：纯 Java 实现，API 简洁，内置可视化工具，开发门槛低；

• 可扩展：支持插件化架构，可自定义行为、协议、安全机制；

• 分布式支持：自动处理跨容器通信，无需手动编写网络代码。

2. 缺点

• 性能瓶颈：单容器内 Agent 过多时，线程调度开销增大，需通过多容器部署优化；

• 学习成本：需理解 FIPA 协议、本体、Agent 行为模型等概念，新手入门周期较长；

• 生态相对小众：相比 Spring、Spring Boot 等框架，社区资源与第三方库较少。

3. 未来发展趋势

• 与 AI 融合：结合机器学习（如强化学习），让 Agent 具备自主学习能力（如动态优化协作策略）；

• 物联网（IoT）适配：优化轻量级容器，支持 Agent 在资源受限的 IoT 设备（如传感器、嵌入式设备）上运行；

• 云原生支持：提供 Docker、Kubernetes 部署方案，实现 MAS 的弹性伸缩、容器化运维；

• DSL 生态完善：发展更强大的 DSL 工具，进一步简化 Agent 配置、行为定义、协议实现，提升开发效率。

八、总结

JADE 是多智能体系统开发的成熟框架，其核心价值在于 “标准化 Agent 通信与协作”，通过遵循 FIPA 规范、提供简洁的 API、内置管理服务，降低 MAS 开发复杂度。相关语言（如 ACL 通信语言、FIPA 协议）是 Agent 协作的 “语法与流程”，而配套 DSL（配置 DSL、行为 DSL、协议 DSL）则进一步简化开发流程，提升效率。

无论是分布式任务调度、智能协商、物联网协作，JADE 都能提供稳定、可扩展的技术支撑。随着 AI 与物联网的发展，JADE 在 “智能分布式系统” 领域的应用将更加广泛，其 DSL 生态也将不断完善，成为连接 “Agent 技术” 与 “实际业务” 的关键桥梁。