OpenAI Agents SDK TypeScript: Architecture Diagrams & Visual Guides
OpenAI Agents SDK TypeScript: Architecture Diagrams & Visual Guides
Section titled “OpenAI Agents SDK TypeScript: Architecture Diagrams & Visual Guides”Version: 1.0
Focus: Architecture patterns, component relationships, flow diagrams
Core Architecture
Section titled “Core Architecture”┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐│ OpenAI Agents SDK │├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤│ ││ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ││ │ Agent │ │ Runner │ │ Handoff │ ││ ├──────────────┤ ├──────────────┤ ├──────────────┤ ││ │ • Name │ │ • Execute │ │ • Trigger │ ││ │ • Instructions│ │ • Manage │ │ • Agent │ ││ │ • Tools │ │ • State │ │ • Input │ ││ │ • Guardrails │ │ • Output │ │ • Callback │ ││ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ ││ │ │ │ ││ │ ▼ │ ││ │ ┌──────────────┐ │ ││ └─────────────►│ Session │◄────────────┘ ││ ├──────────────┤ ││ │ • History │ ││ │ • State │ ││ │ • Memory │ ││ │ • Metadata │ ││ └──────────────┘ ││ │ ││ ┌────────────────────┼────────────────────┐ ││ │ │ │ ││ ▼ ▼ ▼ ││ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ││ │ Tool │ │ Guardrail │ │ Output │ ││ ├──────────────┤ ├──────────────┤ ├──────────────┤ ││ │ • Function │ │ • Validation │ │ • Schema │ ││ │ • Parameters │ │ • Constraints│ │ • Type-safe │ ││ │ • Execute │ │ • Enforcement│ │ • Structured │ ││ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ ││ │└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ └────────────────────┼────────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────┐ │ Model Layer │ ├──────────────────┤ │ • GPT-4/GPT-3.5 │ │ • Custom Models │ │ • Third-party │ └──────────────────┘Agent Execution Flow
Section titled “Agent Execution Flow”┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Agent Execution Flow │└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
User Input │ ▼ ┌─────────────────┐ │ Input Guard │ ◄──── Validate input │ (Guardrail) │ └────────┬────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────┐ │ Build Context │ ◄──── Include instructions │ + History │ Include tools │ + Instructions │ Session memory └────────┬────────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────┐ │ Call LLM │ ◄──── Send prompt to model │ (Model Layer) │ └────────┬────────────┘ │ ▼ ┌─────────┬──────────┐ │ │ │ Text Tool Call Handoff │ │ │ ▼ ▼ ▼ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ │ Output │ │Execute │ │Delegate│ │Guardrail│ │ Tool │ │ Agent │ └───┬────┘ └───┬────┘ └───┬────┘ │ │ │ └──────────┼──────────┘ │ ▼ ┌──────────────┐ │ Update State │ ◄──── Record in session │ + Messages │ Track tokens │ + Results │ └──────┬───────┘ │ ▼ Final OutputMulti-Agent Handoff Pattern
Section titled “Multi-Agent Handoff Pattern”┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Multi-Agent Handoff System │└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
User Query │ ▼ ┌─────────────────┐ │ Triage Agent │ │ (Main Router) │ └────────┬────────┘ │ ┌──────────────────┼──────────────────┐ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │Billing │ │Technical│ │General │ │Support │ │Support │ │Support │ │Agent │ │Agent │ │Agent │ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ │ │ │ ▼ ▼ ▼ Specialised Specialised Specialised Response Response Response
Routing Logic: billing → /billing|invoice|payment/i technical → /bug|error|crash|technical/i general → defaultSession & Memory Management
Section titled “Session & Memory Management”┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Session Lifecycle & Memory Management │└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
Session Created │ ▼ ┌──────────────┐ │ Session ID │ │ Generated │ │ (Unique) │ └──────┬───────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────┐ │ Turn 1 │ │ ├─ User message │ │ ├─ Agent response │ │ └─ Token count │ └──────┬───────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────┐ │ Turn 2 │ │ ├─ User message │ │ ├─ Agent response │ │ └─ Context included │ └──────┬───────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────┐ │ Turn N │ │ ├─ Full history │ │ ├─ Token tracking │ │ └─ State preservation │ └──────┬───────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────┐ │ Session End │ │ ├─ Archive history │ │ ├─ Save statistics │ │ └─ Cleanup resources │ └──────────────────────────┘
Storage Options: ├─ In-Memory (Development) ├─ Redis (Production) └─ Database (Long-term)Tool Integration Pattern
Section titled “Tool Integration Pattern”┌────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Tool Integration Architecture │└────────────────────────────────────────────────────────────┘
Agent Processing │ ▼ ┌─────────────────────┐ │ LLM Decides │ │ Tool is Needed │ └──────────┬──────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────────────┐ │ Select Tool & Parameters │ │ ├─ Tool name │ │ ├─ Arguments │ │ └─ Validation schema │ └──────────┬──────────────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────────────┐ │ Validate Parameters │ │ (Type checking) │ └──────────┬──────────────────┘ │ ┌──────┴───────┐ │ │ Valid Invalid │ │ ▼ ▼ ┌────────┐ ┌──────────┐ │ Execute│ │Error │ │ Tool │ │Response │ └───┬────┘ └──────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────┐ │ Format Result │ │ ├─ Success output │ │ ├─ Error handling │ │ └─ Type conversion │ └──────────┬───────────┘ │ ▼ Tool Result to AgentError Handling & Resilience Pattern
Section titled “Error Handling & Resilience Pattern”┌────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Error Handling & Recovery Flow │└────────────────────────────────────────────────────────────┘
Error Occurs │ ▼ ┌────────────────┐ │ Classify Error │ │ ├─ Retriable │ │ ├─ Circuit │ │ ├─ Rate limit │ │ └─ Fatal │ └────────┬───────┘ │ ┌──────┴──────┬──────────┬───────┐ │ │ │ │ Retriable Rate Limited Circuit Fatal │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ Retry Backoff OPEN Return Attempt &Wait State Error │ ┌──┴───┬────┐ │ │ │Attempt1 Attempt2 AttempN │ │ │ └──┬───┴────┘ │ ▼ Success/Fail
Backoff Strategy: Attempt 1: 1s Attempt 2: 2s Attempt 3: 4s Attempt 4: 8sStructured Output Processing
Section titled “Structured Output Processing”┌────────────────────────────────────────────────────────┐│ Structured Output Validation Pipeline │└────────────────────────────────────────────────────────┘
Agent Generates Output │ ▼ ┌──────────────────────┐ │ Parse JSON/Format │ └──────┬───────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────┐ │ Validate Schema │ │ (Zod validation) │ └──────┬───────────────┘ │ ┌────┴────┐ │ │ Valid Invalid │ │ ▼ ▼ Type Retry/ Guard Fallback │ │ └────┬────┘ │ ▼ Typed Output ◄───── Type-safe returnDeployment Architecture
Section titled “Deployment Architecture”┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Production Deployment Architecture │└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Load Balancer ││ (HTTPS/Routing) │└────────┬────────────────────────────────────────────────────┘ │ ┌────┴─────┬──────────┬──────────┐ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐│Container│ │Container│ │Container│ │Container││Instance │ │Instance │ │Instance │ │Instance ││ (Pod) │ │ (Pod) │ │ (Pod) │ │ (Pod) │└────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ │ │ │ │ └───────────┼──────────┼──────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────────┐ │ Shared Services │ ├──────────────────────────────┤ │ ├─ Redis (Sessions) │ │ ├─ Database (Persistence) │ │ ├─ Message Queue (Jobs) │ │ ├─ Logging (Observability) │ │ ├─ Metrics (Prometheus) │ │ └─ Tracing (Jaeger) │ └──────────────────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────────┐ │ External Services │ ├──────────────────────────────┤ │ ├─ OpenAI API │ │ ├─ Third-party APIs │ │ └─ Data sources │ └──────────────────────────────┘Type Safety Flow
Section titled “Type Safety Flow”┌────────────────────────────────────────────────────────┐│ TypeScript Type Safety Flow │└────────────────────────────────────────────────────────┘
TypeScript Source │ ▼ ┌──────────────────────┐ │ Type Checking │ ◄──── Compile-time validation │ (tsc) │ └──────┬───────────────┘ │ ┌────┴────┐ │ │ Errors Continue │ │ ▼ ▼ Fix ┌──────────────────┐ │ │ Runtime Validation │ │ (Zod schemas) │ └────┬─────────────┘ │ │ │ ▼ │ ┌──────────────────┐ │ │ API Layer │ ◄──── Runtime safety │ │ (Type guards) │ │ └────┬─────────────┘ │ │ └───────────┴──────────────► Safe Execution
Type Layers: 1. TypeScript (Compile-time) 2. Zod (Runtime schema) 3. API validation (Input/Output) 4. Business logic (Domain types)Component Interaction Diagram
Section titled “Component Interaction Diagram”┌────────────────────────────────────────────────────────┐│ OpenAI Agents SDK Component Interactions │└────────────────────────────────────────────────────────┘
User Application │ ├─────────────────┬──────────────┬───────────────┐ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ Agent Runner Handoff Tool Creation Execution Delegation Invocation │ │ │ │ │ ┌───────────┘ │ │ │ │ ┌───────────────┘ │ │ │ │ ┌───────────────────┘ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ┌─────────────────────────────────┐ │ Session Layer │ │ (Conversation State & Memory) │ └─────────────────────────────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────────────────┐ │ Guardrail Layer │ │ (Validation & Safety) │ └─────────────────────────────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────────────────┐ │ Model Layer │ │ (LLM Integration) │ └─────────────────────────────────┘These diagrams provide visual reference for understanding the OpenAI Agents SDK architecture, execution flows, and integration patterns.