verl-agent

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1.8k 163 较难 1 次阅读 今天Apache-2.0Agent开发框架语言模型
AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

verl-agent 是 veRL 框架的进阶扩展,专为通过强化学习(RL)训练大型语言模型(LLM)及视觉语言模型(VLM)智能体而设计。它不仅是 NeurIPS 2025 获奖论文"Group-in-Group Policy Optimization"的官方代码实现,更致力于解决传统方法在处理长程、多轮交互任务时的瓶颈。

过往方案通常简单拼接完整的交互历史,导致上下文冗余且难以扩展。verl-agent 创新性地提出了“步独立多轮展开机制”,允许开发者对每一步的输入结构、历史记录管理及记忆模块进行完全自定义。这一架构突破使得模型能够高效应对如 ALFWorld 等需要长达 50 步以上才能完成的复杂任务,显著提升了长周期训练的稳定性与可扩展性。

该工具内置了包括最新 GiGPO 在内的多种强化学习算法,并提供了丰富的智能体环境,支持文本与视觉双重任务场景。同时,它还集成了模块化记忆管理器,并持续跟进社区前沿,已支持 Qwen3-VL、LoRA 微调及 REINFORCE++ 等特性。

verl-agent 非常适合从事大模型智能体研发的研究人员与工程师使用。如果你正在探索如何让 AI 在复杂环境中具备更强的推理与规划能力,或者需要构建稳定的多轮交互系统,verl-agent 将提供一个灵活、高效且经过学术验证的开发底座。

使用场景

某自动驾驶研发团队正致力于训练一个能在复杂城市路况中连续执行 50 步以上导航指令的多模态智能体(VLM Agent)。

没有 verl-agent 时

  • 长程任务记忆丢失:传统方法简单拼接所有历史交互,导致上下文窗口迅速爆满,智能体在任务后期“忘记”早期的关键路标或指令。
  • 训练结构僵化:无法针对不同步骤定制输入结构,难以灵活引入外部地图记忆模块,导致模型在处理长序列决策时效率极低。
  • 算法适配困难:缺乏针对多轮对话优化的强化学习算法,直接使用标准 PPO 等算法在长步数任务(如 ALFWorld)中收敛极慢甚至不收敛。
  • 多模态支持割裂:视觉与文本数据的处理流程分离,难以统一训练能同时理解摄像头画面和自然语言指令的端到端代理。

使用 verl-agent 后

  • 步长独立记忆机制:利用其“步长独立多轮展开机制”,团队为每一步设计了独立的输入结构和专用记忆模块,智能体在 50 步后仍能精准回忆起始指令。
  • 高度定制化架构:灵活配置每步的历史管理策略,轻松集成外部知识库,显著提升了长程任务中的推理稳定性和资源利用率。
  • 先进算法加持:直接应用内置的 GiGPO(组内组策略优化)算法,在复杂导航任务中的训练收敛速度提升明显,成功率大幅超越基线。
  • 原生多模态融合:依托对 Qwen3-VL 等模型的原生支持,实现了视觉感知与语言决策的无缝联合训练,智能体能更准确地识别红绿灯并执行转向。

verl-agent 通过创新的步长独立机制与专用强化学习算法,彻底解决了长程多模态智能体训练中记忆断裂与收敛困难的核心瓶颈。

运行环境要求

操作系统
  • 未说明
GPU

需要 NVIDIA GPU (提及支持使用 2 张 H100 GPU 训练 7B 模型),显存需求视模型大小而定,需支持 CUDA

内存

未说明

依赖
notes该工具是 veRL 的扩展,专为通过强化学习训练 LLM Agent 设计。支持多模态(文本 + 图像)和纯文本任务。支持多种模型(如 Qwen3, Qwen2.5, LLaMA3.2 等)及多种 RL 算法(GiGPO, PPO, GRPO 等)。支持 LoRA 微调以降低计算成本。需单独安装支持的环境(如 ALFWorld, WebShop, Sokoban 等)。建议使用支持最新特性的深度学习框架版本以兼容 Qwen3 等新模型。
python未说明
veRL
torch
transformers
accelerate
gym
LoRA
verl-agent hero image

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基于组内分组策略优化的大型语言模型智能体训练
NeurIPS 2025

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verl-agentveRL 的扩展,专门用于通过强化学习(RL)训练大型语言模型(LLM)智能体

与以往简单地拼接完整交互历史的方法不同,verl-agent 提出了与步骤无关的多轮展开机制,允许对每一步的输入结构、历史管理和记忆模块进行完全自定义。这种设计使 verl-agent超长时序、多轮次的强化学习训练中具有极高的可扩展性(例如,ALFWorld中的任务可能需要多达50步才能完成)。

verl-agent 提供了多样化的强化学习算法(包括我们新提出的 GiGPO 算法)以及丰富的智能体环境套件,支持在视觉和文本任务中开发推理型智能体。

新闻

  • [2026.02] HGPOICLR 2026 接受!🎉🎉🎉 [论文] [代码]
  • [2026.02] 🔥 我们开源了 Dr. MAS,它支持多智能体 LLM 系统的稳定端到端强化学习后训练![论文] [代码]
  • [2025.12] 支持 Qwen3-VL!示例请见 这里
  • [2025.09] GiGPO 现已被 ROLL 支持![文档] [训练曲线]。
  • [2025.09] verl-agent 风格的训练流程现已被 OpenManus-RL 支持!
  • [2025.09] GiGPONeurIPS 2025 接受!🎉🎉🎉
  • [2025.08] 增加了Search-R1 实验基于相似性的 GiGPO!查看 GiGPO 在 Search-R1 实验中的优异表现 这里
  • [2025.07] GiGPOverl-agent 将于 7 月 11 日在 LF AI & Data Singapore 主办的 Agent for SWE 聚会 上进行演讲。
  • [2025.07] 添加了模块化内存管理器。详情请见 这里
  • [2025.06] 重大更新:合并了最新版 veRL 中的所有功能。例如,verl-agent 现在支持 Qwen3、LoRA、REINFORCE++ 等。欢迎探索!
  • [2025.05] 代码发布,并发表了关于 GiGPO 的论文。

快速功能概览

功能类别 支持的能力
交互 ✅ 多轮智能体-环境交互
✅ 分步交互
✅ 可扩展至长时序任务
记忆 ✅ 完全可定制的记忆模块
✅ 灵活的历史管理
输入灵活性 ✅ 每步输入结构完全可定制
执行 ✅ 并行化的 Gym 环境
✅ 支持群体环境(用于群体强化学习)
模型支持 ✅ Qwen3
✅ Qwen3-VL
✅ Qwen2.5
✅ Qwen2.5-VL
✅ LLaMA3.2
以及其他
模态 ✅ 纯文本
✅ 文本+图像(多模态)
轻量级训练 ✅ 支持 LoRA 训练
环境 ✅ ALFWorld
✅ WebShop
✅ Search (工具调用)
✅ Sokoban
✅ Gym Cards
✅ AppWorld
强化学习算法 ✅ GiGPO
✅ GRPO
✅ PPO
✅ DAPO
✅ GSPO
✅ RLOO
✅ REINFORCE++
✅ 支持动态采样与裁剪更高
以及其他
基于提示的智能体 ✅ 基于 GPT-4o 提示的智能体

框架对比

框架

目录

核心特性

  • 多轮智能体与环境交互

    verl-agent 支持智能体与环境之间的多步交互循环。每一步后,智能体都会感知环境反馈,从而为强化学习奠定基础。

  • 完全可自定义的记忆模块与每步输入结构

    verl-agent 拥有可自定义的记忆模块(详见 这里),允许灵活选择每一步需要包含的历史信息。通常,每一步的输入由当前观测以及一段简洁的历史摘要组成(提示请参见 这里)。开发者可以自由定义要包含的内容,例如最近的几步、关键事件、摘要或外部知识。无需拼接完整的历史记录,每一步的输入结构都完全可自定义

  • 可扩展至超长时序优化场景

    先前的工作,如 RAGENSearch-R1,会将状态和响应的整个历史序列拼接在一起。这会导致上下文长度随交互轮次迅速增长,难以扩展到长时序场景。相比之下,verl-agent 采用逐步构建输入的方式,每一步的输入都简洁且可定制。这种设计使上下文长度几乎保持恒定,从而使 verl-agent 在长时序场景中(例如 ALFWorld 中的 30–50 步)具有极高的可扩展性,而不会遇到 token 限制或效率问题。

  • 并行化的 Gym 风格环境与分组环境

    verl-agent 提供了支持并行化环境的 Gym 风格接口,能够实现高吞吐量的模拟运行,从而加速训练。此外,verl-agent 还引入了分组环境的概念:在一个分组内的所有环境中,reset() 时的初始状态完全相同。这对于 GRPO 和 DAPO 等需要在相同状态下进行多次模拟的算法尤为有用。您可以通过配置文件 ppo_trainer.yaml 中的 env.rollout.n 来设置每个分组的模拟次数。

  • 支持多种模型

    verl-agent 支持广泛的大型语言模型,包括 Qwen3Qwen3-VLQwen2.5LLaMA3.2Qwen2.5-VL 等,满足不同部署需求的灵活性。

  • LoRA 微调支持

    verl-agent 提供对 LoRA(低秩适应)的支持,显著降低计算成本。现在,使用 2 张 H100 GPU 卡即可训练 7B 参数规模的模型。

  • 视觉-语言智能体支持

    除了文本型智能体外,verl-agent 还支持视觉-语言智能体的训练,从而在需要同时具备视觉感知和语言理解能力的环境中实现多模态推理。

  • 丰富的环境套件

    verl-agent 提供多样化的交互式环境,包括 Search-R1 实验、具身 AI 环境如 ALFWorld、视觉类游戏如 SokobanGym Cards,以及数字界面控制任务,例如 WebShopAppWorld(实验性)。

  • 多样化的强化学习算法

    verl-agent 包含多种强化学习算法的实现,例如 GRPOPPODAPOGSPORLOO,以及我们最新的最先进算法 GiGPO。此外,还支持若干结合动态采样和 clip-higher 技术的变体。

结果

⚠️ 注意:在“[2025.06.03] 主要更新”之后,GiGPO 的性能略有提升。若需复现原始论文结果,请使用该“[2025.06.03] 主要更新”之前发布的版本。

算法 任务 模型 成功率(论文) 训练日志
GiGPO ALFWorld Qwen2.5-1.5B-Instruct 86.7% wandb
GiGPO ALFWorld Qwen2.5-7B-Instruct 90.8% wandb
GiGPO WebShop Qwen2.5-1.5B-Instruct 67.4% wandb
GiGPO WebShop Qwen2.5-7B-Instruct 75.2% wandb
GiGPO Sokoban [6x6] Qwen2.5-VL-3B-Instruct 81.0% wandb
GiGPO EZPoints Qwen2.5-VL-3B-Instruct 100.0% wandb
GiGPO NumberLine Qwen2-VL-2B-Instruct 100.0% wandb
日期 方法 NQ† TriviaQA* PopQA* HotpotQA† 2Wiki* MuSiQue* Bamboogle* 平均
Qwen2.5-3B-Instruct
2025.03R1-Instruct27.053.719.923.729.27.229.327.1
2025.03Search-R134.154.537.832.431.910.326.432.5
2025.05ZeroSearch41.457.444.827.430.09.811.131.7
2025.05StepSearch---34.532.017.434.4-
2025.05GiGPO wandb link 42.059.542.436.937.012.664.142.1
Qwen2.5-7B-Instruct
2025.03R1-Instruct21.044.917.120.827.56.019.222.4
2025.03Search-R139.361.039.737.040.114.636.838.5
2025.05ZeroSearch43.661.851.534.635.218.427.839.1
2025.05StepSearch---38.636.622.640.0-
2025.05GiGPO wandb link 46.464.746.141.643.618.968.947.2

我们已在 HuggingFace 上发布了我们的模型。

安装

安装 veRL

conda create -n verl-agent python==3.12 -y
conda activate verl-agent

pip3 install vllm==0.11.0

pip3 install flash-attn==2.7.4.post1 --no-build-isolation --no-cache-dir
pip install -e .

安装支持的环境

⚠️ 重要提示: 要在这些环境中运行智能体,您必须先安装并配置相应的环境。我们强烈建议将每个环境分别安装在独立的 conda 环境中,以避免潜在的包版本冲突。

1. ALFWorld

使用 pip 安装:

pip3 install gymnasium==0.29.1
pip3 install stable-baselines3==2.6.0
pip install alfworld

下载 PDDL 和游戏文件以及预训练的 MaskRCNN 检测器(将存储在 ~/.cache/alfworld/ 中):

alfworld-download -f

使用 --extra 下载预训练检查点和 seq2seq 数据。

玩一个 Textworld 游戏:

alfworld-play-tw

2. WebShop

WebShop 需要 Python <=3.10,因此请先创建一个新的 verl-agent-webshop 环境:

conda create -n verl-agent-webshop python==3.10 -y
conda activate verl-agent-webshop

安装 WebShop:

cd ./agent_system/environments/env_package/webshop/webshop
./setup.sh -d all

注意:如果遇到 gdown 相关问题,您可能需要访问 https://drive.google.com/,获取您的 Google Drive cookie,并将其粘贴到 .cache/gdown/cookies.txt 文件中。或者您也可以手动下载这些文件。

WebShop 安装完成后,返回仓库根目录,在 verl-agent 中安装 verl 包:

cd repo_root/
pip3 install torch==2.6.0 --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu124
pip3 install flash-attn==2.7.4.post1 --no-build-isolation
pip3 install -e .
pip3 install vllm==0.8.2
# spacy 3.7.2 要求 typer<0.10.0,>=0.3.0,但您当前的 typer 版本为 0.15.2,这与要求不兼容。
# weasel 0.3.4 也要求 typer<0.10.0,>=0.3.0,而您目前的 typer 版本同样不兼容。

这些警告可以安全地忽略。


3. 搜索

cd ./agent_system/environments/env_package/search/third_party
pip install -e .
pip install gym==0.26.2

准备数据集(数据将保存在 ~/data/searchR1_processed_direct):

cd repo_root/
python examples/data_preprocess/preprocess_search_r1_dataset.py

由于 pip 中无法直接获取 faiss-gpu,我们为本地检索服务器单独搭建了一个 conda 环境。运行该服务器时,每块 GPU 大约会占用 6GB 显存,请务必在训练配置中考虑到这一点。构建检索环境:

# 创建并激活 Python 3.10 的检索环境
conda create -n retriever python=3.10 -y
conda activate retriever

# 安装支持 GPU 的 PyTorch 及相关库
conda install numpy==1.26.4 # 防止通过 pip 安装不兼容版本的 numpy
pip install torch==2.6.0 torchvision==0.21.0 torchaudio==2.6.0 --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu124

# 安装其他 Python 包
pip install transformers datasets pyserini huggingface_hub

# 安装 GPU 版本的 faiss
conda install faiss-gpu==1.8.0 -c pytorch -c nvidia -y

# 安装 API 服务框架
pip install uvicorn fastapi

下载索引:

conda activate retriever

local_dir=~/data/searchR1
python examples/search/searchr1_download.py --local_dir $local_dir
cat $local_dir/part_* > $local_dir/e5_Flat.index
gzip -d $local_dir/wiki-18.jsonl.gz

启动本地 flat e5 检索服务器:

conda activate retriever

# 将输出重定向到文件,避免终端混乱
# 我们观察到直接输出到终端会导致服务器响应时间飙升
bash examples/search/retriever/retrieval_launch.sh > retrieval_server.log 

4. 拖把推箱

pip install matplotlib
pip install gym==0.26.2
pip install gym_sokoban==0.0.6

5. Gym Cards

cd repo_root/
pip3 install -e ./agent_system/environments/env_package/gym_cards/gym-cards/
pip3 install gymnasium==0.29.1
pip3 install stable-baselines3==2.6.0

6. AppWorld(实验性)

安装 AppWorld 包

cd repo_root/
pip install git+https://github.com/StonyBrookNLP/appworld.git
appworld install
pip install -e .

对于 appworld 的不兼容警告可以忽略,因为我们不会在 verl-agent 环境中运行 AppWorld。

为 AppWorld 服务器创建专用的 conda 环境 appworld

conda create -n appworld python=3.12 -y
conda activate appworld
pip install git+https://github.com/StonyBrookNLP/appworld.git
appworld install
appworld download data

示例运行

强化学习训练

我们在 "examples/" 目录下提供了开箱即用的脚本,用于在不同环境中训练智能体。

以下是一些示例:

1. GiGPO

GiGPO 是我们提出的一种新算法,旨在支持长 horizon LLM 智能体训练中的细粒度信用分配。它引入了两级分组机制:

  • 轨迹级分组通过总回报来捕捉任务的整体成功情况(类似于 GRPO)。
  • 步骤级分组则收集不同轨迹中重复出现的状态,以计算单个动作的相对优势。

GiGPO 完全无需价值网络,其显存占用和 LLM 推理成本与 GRPO 相同,但训练效率和性能却显著提升。

bash examples/gigpo_trainer/run_alfworld.sh # ALFWorld
bash examples/gigpo_trainer/run_webshop.sh # WebShop
bash examples/gigpo_trainer/run_search.sh # 搜索
bash examples/gigpo_trainer/run_sokoban.sh # 拖把推箱

2. GRPO

GRPO 是一种无需价值网络的算法,它基于一组完整的轨迹来估计相对优势。

bash examples/grpo_trainer/run_alfworld.sh # ALFWorld
bash examples/grpo_trainer/run_webshop.sh # WebShop

3. PPO

PPO 是一种经典的策略梯度算法,通过裁剪目标函数来更新策略,从而确保学习过程的稳定性。它需要一个独立的价值网络(critic)来估计状态值。

bash examples/ppo_trainer/run_alfworld.sh # ALFWorld
bash examples/ppo_trainer/run_webshop.sh # WebShop

4. RLOO

对于 RLOO,我们使用留一法估计,并采用 PPO 裁剪更新(而非 REINFORCE 更新),使其更接近 LOOP

bash examples/rloo_trainer/run_alfworld.sh # ALFWorld
bash examples/rloo_trainer/run_webshop.sh # WebShop

5. DAPO

DAPO 在 GRPO 的基础上,加入了动态采样和裁剪增强等技术。

bash examples/dapo_trainer/run_alfworld.sh # ALFWorld
bash examples/dapo_trainer/run_webshop.sh # WebShop

6. 动态 GiGPO

动态 GiGPO 结合了 DAPO 的动态采样和裁剪增强技术。

bash examples/gigpo_dynamic_trainer/run_alfworld.sh # ALFWorld
bash examples/gigpo_dynamic_trainer/run_webshop.sh # WebShop

LoRA

bash examples/gigpo_trainer/run_alfworld_lora.sh

基于提示的 GPT-4o 智能体

我们还提供了一个基于提示的 GPT-4o 智能体。

bash examples/prompt_agent/run_gpt4o_agent.sh

常见问题解答

1. 自定义记忆模块

verl-agent 支持可定制且灵活的记忆系统,用于管理和格式化智能体与环境之间的交互历史。我们提供了一个默认的 SimpleMemory 实现作为起点。该记忆模块会在 env_manager.py 中被调用(即 build_text_obs()),以在每一步构建观测信息。

鼓励开发者扩展此模块,加入自定义的记忆策略,例如动态摘要、选择性记忆保留或外部知识整合,从而更好地处理长时程的交互历史。

2. 数据准备

对于大多数环境(如 AFLWorld、WebShop、Sokoban 等),我们仅通过数据准备来标明模态,即“文本”或“视觉”。例如,如果任务完全是基于文本的,则数据将为空字符串 "";若涉及视觉输入,则为 "<image>"。至于智能体的输入(包括任务指令、观测和提示),我们遵循经典的强化学习流程。也就是说,LLM 智能体的输入来自环境通过 env.step() 返回的反馈。在 search-r1 实验中,由于任务是从数据集中抽取的,我们利用 env_kwargs 参数将任务传递给环境,具体方式是:envs.reset(kwargs=gen_batch.non_tensor_batch.pop('env_kwargs', None))

3. 自定义你的提示模板

我们在实现中采用了一种简单且极简的提示格式。例如,在 WebShop 环境中:

你是一位在 WebShop 电子商务环境中工作的专家级自主智能体。
你的任务是:{task_description}。在此之前,你已经完成了 {step_count} 步操作。以下是最近的 {history_length} 次观察以及你所采取的相应行动:{action_history}。你现在处于第 {current_step} 步,当前的观察结果是:{current_observation}。当前状态下,你可以采取的动作有:[{available_actions}]。

现在轮到你为当前步骤选择并执行一个动作了。
你应该首先对当前情况进行逐步推理,然后仔细思考哪个可执行动作最能推动购物目标的实现。这一推理过程必须被包裹在 <think></think> 标签内。完成推理后,请选择当前步骤的一个可执行动作,并将其置于 <action></action> 标签中呈现。

如果你希望进一步优化或自定义这些提示模板,可以在以下路径找到并编辑它们:agent_system/environments/prompts

4. 添加新环境

要添加一个新的环境,

  1. agent_system/environments/env_package/ 中创建你的环境包(遵循 Gym 风格的接口和多进程执行方式);
  2. agent_system/environments/prompts 中定义相应的提示文件;
  3. 按照 EnvironmentManagerBase 定义的结构,在 env_manager.py 中注册你的新环境。

以 WebShop 环境为例:

  1. 环境包:webshop 包
  2. 提示:webshop 提示
  3. 环境管理器:webshop 环境管理器

贡献说明

我们欢迎并感谢所有贡献!如果你有任何改进 verl-agent 的想法,请随时提交拉取请求(PR)。

一些示例贡献包括:

  • AppWorld 错误修复:修复了兼容性问题,确保与实验性 AppWorld 环境的稳定集成。
  • 异步回放缓冲:通过支持异步回放缓冲管道,提升了训练效率和吞吐量。
  • 新增交互式环境:增加了对更多交互式环境的支持,从而扩展了基准测试的覆盖范围和任务多样性。

致谢

verl-agent 代码库构建于 veRL 之上。
所支持的环境改编自 ALFWorldSokobanSkyRL-GymSearch-R1Gym CardsWebShopAppWorld。我们向这些项目的作者和贡献者致以诚挚的谢意,感谢他们所做的宝贵工作。

同时,我们也特别感谢以下贡献者对本项目的具体改进:WebShop 错误修复(@YSLIU627)、GSPO 支持(@MakeKJ)、Qwen3-VL 支持(@FabianSchuetze)。

由 verl-agent 和 GiGPO 驱动的杰出成果

引用说明

如果你在研究或应用中使用了 verl-agentGiGPO,并认为它们对你有所帮助,请考虑引用我们的工作:

@article{feng2025group,
  title={Group-in-Group Policy Optimization for LLM Agent Training},
  author={Feng, Lang and Xue, Zhenghai and Liu, Tingcong and An, Bo},
  journal={arXiv preprint arXiv:2505.10978},
  year={2025}
}

星标历史

星标历史图

版本历史

v0.1.02025/12/11

常见问题

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插件开发框架

LLMs-from-scratch

LLMs-from-scratch 是一个基于 PyTorch 的开源教育项目,旨在引导用户从零开始一步步构建一个类似 ChatGPT 的大型语言模型(LLM)。它不仅是同名技术著作的官方代码库,更提供了一套完整的实践方案,涵盖模型开发、预训练及微调的全过程。 该项目主要解决了大模型领域“黑盒化”的学习痛点。许多开发者虽能调用现成模型,却难以深入理解其内部架构与训练机制。通过亲手编写每一行核心代码,用户能够透彻掌握 Transformer 架构、注意力机制等关键原理,从而真正理解大模型是如何“思考”的。此外,项目还包含了加载大型预训练权重进行微调的代码,帮助用户将理论知识延伸至实际应用。 LLMs-from-scratch 特别适合希望深入底层原理的 AI 开发者、研究人员以及计算机专业的学生。对于不满足于仅使用 API,而是渴望探究模型构建细节的技术人员而言,这是极佳的学习资源。其独特的技术亮点在于“循序渐进”的教学设计:将复杂的系统工程拆解为清晰的步骤,配合详细的图表与示例,让构建一个虽小但功能完备的大模型变得触手可及。无论你是想夯实理论基础,还是为未来研发更大规模的模型做准备

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