什么是函数调用（Function Calling） – AI百科知识

函数调用（Function Calling，也常被称为工具调用 Tool Calling）是大语言模型与外部系统之间的“调用契约”：开发者用结构化描述声明有哪些工具可用，模型在需要时输出带工具名和参数的调用请求，而不是一段自然语言。它把“模型会说话”变成“模型能办事”——查天气、读数据库、提交工单、运行代码，都要经由这一步。自 2023 年 6 月 OpenAI 在 API 中推出以来，它已成为主流模型的标配接口，也是几乎所有 AI Agent 的底层积木。

什么是函数调用

函数调用（Function Calling）指模型按预先声明的接口规范，输出结构化的工具调用请求。开发者用 JSON Schema 描述工具的名称、用途与参数，模型读取清单后判断是否需要工具、该用哪一个、参数怎么填，再用固定格式把决定返回给应用。

关键的一点是：模型本身不执行任何函数，它只生成“调用意图”。真正的执行发生在应用侧——由你的代码去请求 API、查询数据库或运行脚本，再把结果交回模型。权限控制、审计记录与安全边界因此都落在应用这一侧，而不是模型内部。

叫法各有不同：OpenAI 沿用 function calling，Anthropic 称为 tool use，社区通称 tool calling，Google 的 Gemini API 也提供同名能力。时间线上，2023 年 6 月 13 日 OpenAI 为 gpt-4-0613 与 gpt-3.5-turbo-0613 引入该能力；2023 年 11 月的 DevDay 补充了并行函数调用与 JSON 模式；2024 年 8 月 6 日，Structured Outputs 的 strict 模式让参数可以严格贴合 schema；Anthropic 则在 2024 年 5 月 30 日宣布 tool use 在 Claude 3 全系正式可用。

函数调用的工作原理

一次完整的函数调用是“请求—执行—回传”的闭环，通常拆成五步：

• 声明工具：把工具名称、用途说明与参数 schema 随请求发给模型，描述越清楚，选错的概率越低。
• 模型决策：模型判断是否调用，并输出工具名与参数（OpenAI 的 tool_calls、Anthropic 的 tool_use 内容块），这一步只产生数据，不产生副作用。
• 应用执行：应用侧解析参数、做校验与鉴权，再真正调用外部 API、数据库或本地脚本。
• 回传结果：把执行结果作为工具消息（tool / tool_result）追加进上下文，让模型看到发生了什么。
• 生成回答：模型结合结果给出回复；任务没完成就继续下一次调用，形成多轮循环——这正是 AI Agent 的基本运行方式。

两个细节值得记住：并行调用让模型一次返回多个互不依赖的请求，应用并发执行后一起回传，缩短耗时；严格模式把输出约束为符合 schema 的 JSON，能挡住字段缺失与类型错误，却挡不住语义上的错误。

函数调用的主要应用

• 实时信息查询：天气、股价、航班、汇率这类训练数据里没有的即时信息，通过外部 API 补齐。
• 企业系统操作：建线索、流转工单、按条件查询业务数据库，把对话直接接到业务链路上。
• 计算与代码执行：把精确运算、数据清洗交给计算器或代码沙箱，避免模型“心算”出错。
• 搜索与知识检索：联网搜索、企业内部知识库检索，配合检索增强生成（RAG）把答案落到可引用的资料上。
• 流程自动化与任务编排：发邮件、建日程、读写文件、执行命令、操作浏览器，多个工具串起来完成完整任务。
• 结构化信息抽取：把合同、简历、客服对话转成固定字段的表单数据，比让模型自由发挥更稳定。

函数调用面临的挑战

• 工具选错：工具一多、描述含糊或彼此重叠，模型就可能挑错；工具清单还占用上下文，目录越大越难维护。
• 参数错误：必填项缺失、类型不符、枚举越界，严格模式能挡住格式问题，挡不住把日期填成过去的日期这类语义错误。
• 安全边界：工具一旦带写权限，提示注入就可能诱导模型删数据或对外发信，最小权限、人工确认、白名单与限流缺一不可。
• 延迟与成本：每次调用多一轮模型往返，链式任务会把延迟成倍放大，token 消耗也随之上升。
• 可观测性：调用链、参数、结果与耗时都要留痕，否则线上出错无从定位，也无法审计。

函数调用的未来与前景

趋势是从“开发者自己写工具”走向“平台内置 + 协议标准化”。

• 托管的内置工具：OpenAI 在 2025 年 3 月推出 Responses API，把网页搜索、文件搜索、计算机操作等做成平台内置工具；同年 5 月起支持挂载远程 MCP 服务器，工具发现与执行由平台代劳。
• 协议层标准化：MCP（Model Context Protocol，模型上下文协议）于 2024 年 11 月发布，把“工具如何暴露给模型”定义成通用协议，一次接入、多个客户端复用，站内另有专门词条介绍。
• 工具目录按需加载：Anthropic 在 2025 年 11 月 24 日公布工具检索、程序化工具调用与工具示例，针对的正是“工具太多、上下文放不下”——先检索出相关工具，再用代码批量编排调用。

竞争重点会从“能不能调用”转向“调得准、调得安全、调得省”。对开发者来说，工具 schema 设计、权限模型与错误处理，仍是最值得投入的三件事。