langgraph-fundamentals

INVOKE THIS SKILL when writing ANY LangGraph code. Covers StateGraph, state schemas, nodes, edges, Command, Send, invoke, streaming, and error handling.

npx skills add https://github.com/langchain-ai/langchain-skills --skill langgraph-fundamentals
LangGraph models agent workflows as **directed graphs**:
  • StateGraph: Main class for building stateful graphs
  • Nodes: Functions that perform work and update state
  • Edges: Define execution order (static or conditional)
  • START/END: Special nodes marking entry and exit points
  • State with Reducers: Control how state updates are merged

Graphs must be compile()d before execution.

Designing a LangGraph application

Follow these 5 steps when building a new graph:

  1. Map out discrete steps — sketch a flowchart of your workflow. Each step becomes a node.
  2. Identify what each step does — categorize nodes: LLM step, data step, action step, or user input step. For each, determine static context (prompt), dynamic context (from state), retry strategy, and desired outcome.
  3. Design your state — state is shared memory for all nodes. Store raw data, format prompts on-demand inside nodes.
  4. Build your nodes — implement each step as a function that takes state and returns partial updates.
  5. Wire it together — connect nodes with edges, add conditional routing, compile with a checkpointer if needed.
Use LangGraph WhenUse Alternatives When
Need fine-grained control over agent orchestrationQuick prototyping → LangChain agents
Building complex workflows with branching/loopsSimple stateless workflows → LangChain direct
Require human-in-the-loop, persistenceBatteries-included features → Deep Agents

State Management

NeedSolutionExample
Overwrite valueNo reducer (default)Simple fields like counters
Append to listReducer (operator.add / concat)Message history, logs
Custom logicCustom reducer functionComplex merging
Define state schema with reducers for accumulating lists and summing integers.
from typing_extensions import TypedDict, Annotated
import operator

class State(TypedDict):
    name: str  # Default: overwrites on update
    messages: Annotated[list, operator.add]  # Appends to list
    total: Annotated[int, operator.add]  # Sums integers
Use StateSchema with ReducedValue for accumulating arrays.
import { StateSchema, ReducedValue, MessagesValue } from "@langchain/langgraph";
import { z } from "zod";

const State = new StateSchema({
  name: z.string(),  // Default: overwrites
  messages: MessagesValue,  // Built-in for messages
  items: new ReducedValue(
    z.array(z.string()).default(() => []),
    { reducer: (current, update) => current.concat(update) }
  ),
});
Without a reducer, returning a list overwrites previous values.
# WRONG: List will be OVERWRITTEN
class State(TypedDict):
    messages: list  # No reducer!

# Node 1 returns: {"messages": ["A"]}
# Node 2 returns: {"messages": ["B"]}
# Final: {"messages": ["B"]}  # "A" is LOST!

# CORRECT: Use Annotated with operator.add
from typing import Annotated
import operator

class State(TypedDict):
    messages: Annotated[list, operator.add]
# Final: {"messages": ["A", "B"]}
Without ReducedValue, arrays are overwritten not appended.
// WRONG: Array will be overwritten
const State = new StateSchema({
  items: z.array(z.string()),  // No reducer!
});
// Node 1: { items: ["A"] }, Node 2: { items: ["B"] }
// Final: { items: ["B"] }  // A is lost!

// CORRECT: Use ReducedValue
const State = new StateSchema({
  items: new ReducedValue(
    z.array(z.string()).default(() => []),
    { reducer: (current, update) => current.concat(update) }
  ),
});
// Final: { items: ["A", "B"] }
Nodes must return partial updates, not mutate and return full state.
# WRONG: Returning entire state object
def my_node(state: State) -> State:
    state["field"] = "updated"
    return state  # Don't mutate and return!

# CORRECT: Return dict with only the updates
def my_node(state: State) -> dict:
    return {"field": "updated"}
Return partial updates only, not the full state object.
// WRONG: Returning entire state
const myNode = async (state: typeof State.State) => {
  state.field = "updated";
  return state;  // Don't do this!
};

// CORRECT: Return partial updates
const myNode = async (state: typeof State.State) => {
  return { field: "updated" };
};

Nodes

Node functions accept these arguments:

SignatureWhen to Use
def node(state: State)Simple nodes that only need state
def node(state: State, config: RunnableConfig)Need thread_id, tags, or configurable values
def node(state: State, runtime: Runtime[Context])Need runtime context, store, or stream_writer
from langchain_core.runnables import RunnableConfig
from langgraph.runtime import Runtime

def plain_node(state: State):
    return {"results": "done"}

def node_with_config(state: State, config: RunnableConfig):
    thread_id = config["configurable"]["thread_id"]
    return {"results": f"Thread: {thread_id}"}

def node_with_runtime(state: State, runtime: Runtime[Context]):
    user_id = runtime.context.user_id
    return {"results": f"User: {user_id}"}
SignatureWhen to Use
(state) => {...}Simple nodes that only need state
(state, config) => {...}Need thread_id, tags, or configurable values
import { GraphNode, StateSchema } from "@langchain/langgraph";

const plainNode: GraphNode<typeof State> = (state) => {
  return { results: "done" };
};

const nodeWithConfig: GraphNode<typeof State> = (state, config) => {
  const threadId = config?.configurable?.thread_id;
  return { results: `Thread: ${threadId}` };
};

Edges

NeedEdge TypeWhen to Use
Always go to same nodeadd_edge()Fixed, deterministic flow
Route based on stateadd_conditional_edges()Dynamic branching
Update state AND routeCommandCombine logic in single node
Fan-out to multiple nodesSendParallel processing with dynamic inputs
Simple two-node graph with linear edges.
from langgraph.graph import StateGraph, START, END
from typing_extensions import TypedDict

class State(TypedDict):
    input: str
    output: str

def process_input(state: State) -> dict:
    return {"output": f"Processed: {state['input']}"}

def finalize(state: State) -> dict:
    return {"output": state["output"].upper()}

graph = (
    StateGraph(State)
    .add_node("process", process_input)
    .add_node("finalize", finalize)
    .add_edge(START, "process")
    .add_edge("process", "finalize")
    .add_edge("finalize", END)
    .compile()
)

result = graph.invoke({"input": "hello"})
print(result["output"])  # "PROCESSED: HELLO"
Chain nodes with addEdge and compile before invoking.
import { StateGraph, StateSchema, START, END } from "@langchain/langgraph";
import { z } from "zod";

const State = new StateSchema({
  input: z.string(),
  output: z.string().default(""),
});

const processInput = async (state: typeof State.State) => {
  return { output: `Processed: ${state.input}` };
};

const finalize = async (state: typeof State.State) => {
  return { output: state.output.toUpperCase() };
};

const graph = new StateGraph(State)
  .addNode("process", processInput)
  .addNode("finalize", finalize)
  .addEdge(START, "process")
  .addEdge("process", "finalize")
  .addEdge("finalize", END)
  .compile();

const result = await graph.invoke({ input: "hello" });
console.log(result.output);  // "PROCESSED: HELLO"
Route to different nodes based on state with conditional edges.
from typing import Literal
from langgraph.graph import StateGraph, START, END

class State(TypedDict):
    query: str
    route: str
    result: str

def classify(state: State) -> dict:
    if "weather" in state["query"].lower():
        return {"route": "weather"}
    return {"route": "general"}

def route_query(state: State) -> Literal["weather", "general"]:
    return state["route"]

graph = (
    StateGraph(State)
    .add_node("classify", classify)
    .add_node("weather", lambda s: {"result": "Sunny, 72F"})
    .add_node("general", lambda s: {"result": "General response"})
    .add_edge(START, "classify")
    .add_conditional_edges("classify", route_query, ["weather", "general"])
    .add_edge("weather", END)
    .add_edge("general", END)
    .compile()
)
addConditionalEdges routes based on function return value.
import { StateGraph, StateSchema, START, END } from "@langchain/langgraph";
import { z } from "zod";

const State = new StateSchema({
  query: z.string(),
  route: z.string().default(""),
  result: z.string().default(""),
});

const classify = async (state: typeof State.State) => {
  if (state.query.toLowerCase().includes("weather")) {
    return { route: "weather" };
  }
  return { route: "general" };
};

const routeQuery = (state: typeof State.State) => state.route;

const graph = new StateGraph(State)
  .addNode("classify", classify)
  .addNode("weather", async () => ({ result: "Sunny, 72F" }))
  .addNode("general", async () => ({ result: "General response" }))
  .addEdge(START, "classify")
  .addConditionalEdges("classify", routeQuery, ["weather", "general"])
  .addEdge("weather", END)
  .addEdge("general", END)
  .compile();

Command

Command combines state updates and routing in a single return value. Fields:

  • update: State updates to apply (like returning a dict from a node)
  • goto: Node name(s) to navigate to next
  • resume: Value to resume after interrupt() — see human-in-the-loop skill
Command lets you update state AND choose next node in one return.
from langgraph.types import Command
from typing import Literal

class State(TypedDict):
    count: int
    result: str

def node_a(state: State) -> Command[Literal["node_b", "node_c"]]:
    """Update state AND decide next node in one return."""
    new_count = state["count"] + 1
    if new_count > 5:
        return Command(update={"count": new_count}, goto="node_c")
    return Command(update={"count": new_count}, goto="node_b")

graph = (
    StateGraph(State)
    .add_node("node_a", node_a)
    .add_node("node_b", lambda s: {"result": "B"})
    .add_node("node_c", lambda s: {"result": "C"})
    .add_edge(START, "node_a")
    .add_edge("node_b", END)
    .add_edge("node_c", END)
    .compile()
)
Return Command with update and goto to combine state change with routing.
import { StateGraph, StateSchema, START, END, Command } from "@langchain/langgraph";
import { z } from "zod";

const State = new StateSchema({
  count: z.number().default(0),
  result: z.string().default(""),
});

const nodeA = async (state: typeof State.State) => {
  const newCount = state.count + 1;
  if (newCount > 5) {
    return new Command({ update: { count: newCount }, goto: "node_c" });
  }
  return new Command({ update: { count: newCount }, goto: "node_b" });
};

const graph = new StateGraph(State)
  .addNode("node_a", nodeA, { ends: ["node_b", "node_c"] })
  .addNode("node_b", async () => ({ result: "B" }))
  .addNode("node_c", async () => ({ result: "C" }))
  .addEdge(START, "node_a")
  .addEdge("node_b", END)
  .addEdge("node_c", END)
  .compile();

Python: Use Command[Literal["node_a", "node_b"]] as the return type annotation to declare valid goto destinations.

TypeScript: Pass { ends: ["node_a", "node_b"] } as the third argument to addNode to declare valid goto destinations.

Warning: Command only adds dynamic edges — static edges defined with add_edge / addEdge still execute. If node_a returns Command(goto="node_c") and you also have graph.add_edge("node_a", "node_b"), both node_b and node_c will run.


Send API

Fan-out with Send: return [Send("worker", {...})] from a conditional edge to spawn parallel workers. Requires a reducer on the results field.

Fan out tasks to parallel workers using the Send API and aggregate results.
from langgraph.types import Send
from typing import Annotated
import operator

class OrchestratorState(TypedDict):
    tasks: list[str]
    results: Annotated[list, operator.add]
    summary: str

def orchestrator(state: OrchestratorState):
    """Fan out tasks to workers."""
    return [Send("worker", {"task": task}) for task in state["tasks"]]

def worker(state: dict) -> dict:
    return {"results": [f"Completed: {state['task']}"]}

def synthesize(state: OrchestratorState) -> dict:
    return {"summary": f"Processed {len(state['results'])} tasks"}

graph = (
    StateGraph(OrchestratorState)
    .add_node("worker", worker)
    .add_node("synthesize", synthesize)
    .add_conditional_edges(START, orchestrator, ["worker"])
    .add_edge("worker", "synthesize")
    .add_edge("synthesize", END)
    .compile()
)

result = graph.invoke({"tasks": ["Task A", "Task B", "Task C"]})
Fan out tasks to parallel workers using the Send API and aggregate results.
import { Send, StateGraph, StateSchema, ReducedValue, START, END } from "@langchain/langgraph";
import { z } from "zod";

const State = new StateSchema({
  tasks: z.array(z.string()),
  results: new ReducedValue(
    z.array(z.string()).default(() => []),
    { reducer: (curr, upd) => curr.concat(upd) }
  ),
  summary: z.string().default(""),
});

const orchestrator = (state: typeof State.State) => {
  return state.tasks.map((task) => new Send("worker", { task }));
};

const worker = async (state: { task: string }) => {
  return { results: [`Completed: ${state.task}`] };
};

const synthesize = async (state: typeof State.State) => {
  return { summary: `Processed ${state.results.length} tasks` };
};

const graph = new StateGraph(State)
  .addNode("worker", worker)
  .addNode("synthesize", synthesize)
  .addConditionalEdges(START, orchestrator, ["worker"])
  .addEdge("worker", "synthesize")
  .addEdge("synthesize", END)
  .compile();
Use a reducer to accumulate parallel worker results (otherwise last worker overwrites).
# WRONG: No reducer - last worker overwrites
class State(TypedDict):
    results: list

# CORRECT
class State(TypedDict):
    results: Annotated[list, operator.add]  # Accumulates
Use ReducedValue to accumulate parallel worker results.
// WRONG: No reducer
const State = new StateSchema({ results: z.array(z.string()) });

// CORRECT
const State = new StateSchema({
  results: new ReducedValue(z.array(z.string()).default(() => []), { reducer: (curr, upd) => curr.concat(upd) }),
});

Running Graphs: Invoke and Stream

Call graph.invoke(input, config) to run a graph to completion and return the final state.

result = graph.invoke({"input": "hello"})
# With config (for persistence, tags, etc.)
result = graph.invoke({"input": "hello"}, {"configurable": {"thread_id": "1"}})
const result = await graph.invoke({ input: "hello" });
// With config
const result = await graph.invoke({ input: "hello" }, { configurable: { thread_id: "1" } });
ModeWhat it StreamsUse Case
valuesFull state after each stepMonitor complete state
updatesState deltasTrack incremental updates
messagesLLM tokens + metadataChat UIs
customUser-defined dataProgress indicators
Stream LLM tokens in real-time for chat UI display.
for chunk in graph.stream(
    {"messages": [HumanMessage("Hello")]},
    stream_mode="messages"
):
    token, metadata = chunk
    if hasattr(token, "content"):
        print(token.content, end="", flush=True)
Stream LLM tokens in real-time for chat UI display.
for await (const chunk of graph.stream(
  { messages: [new HumanMessage("Hello")] },
  { streamMode: "messages" }
)) {
  const [token, metadata] = chunk;
  if (token.content) {
    process.stdout.write(token.content);
  }
}
Emit custom progress updates from within nodes using the stream writer.
from langgraph.config import get_stream_writer

def my_node(state):
    writer = get_stream_writer()
    writer("Processing step 1...")
    # Do work
    writer("Complete!")
    return {"result": "done"}

for chunk in graph.stream({"data": "test"}, stream_mode="custom"):
    print(chunk)
Emit custom progress updates from within nodes using the stream writer.
import { getWriter } from "@langchain/langgraph";

const myNode = async (state: typeof State.State) => {
  const writer = getWriter();
  writer("Processing step 1...");
  // Do work
  writer("Complete!");
  return { result: "done" };
};

for await (const chunk of graph.stream({ data: "test" }, { streamMode: "custom" })) {
  console.log(chunk);
}

Error Handling

Match the error type to the right handler:

Error TypeWho FixesStrategyExample
Transient (network, rate limits)SystemRetryPolicy(max_attempts=3)add_node(..., retry_policy=...)
LLM-recoverable (tool failures)LLMToolNode(tools, handle_tool_errors=True)Error returned as ToolMessage
User-fixable (missing info)Humaninterrupt({"message": ...})Collect missing data (see HITL skill)
UnexpectedDeveloperLet bubble upraise
Use RetryPolicy for transient errors (network issues, rate limits).
from langgraph.types import RetryPolicy

workflow.add_node(
    "search_documentation",
    search_documentation,
    retry_policy=RetryPolicy(max_attempts=3, initial_interval=1.0)
)
Use retryPolicy for transient errors.
workflow.addNode(
  "searchDocumentation",
  searchDocumentation,
  {
    retryPolicy: { maxAttempts: 3, initialInterval: 1.0 },
  },
);
Use ToolNode from langgraph.prebuilt to handle tool execution and errors. When handle_tool_errors=True, errors are returned as ToolMessages so the LLM can recover.
from langgraph.prebuilt import ToolNode

tool_node = ToolNode(tools, handle_tool_errors=True)

workflow.add_node("tools", tool_node)
Use ToolNode from @langchain/langgraph/prebuilt to handle tool execution and errors. When handleToolErrors is true, errors are returned as ToolMessages so the LLM can recover.
import { ToolNode } from "@langchain/langgraph/prebuilt";

const toolNode = new ToolNode(tools, { handleToolErrors: true });

workflow.addNode("tools", toolNode);

Common Fixes

Must compile() to get executable graph.
# WRONG
builder.invoke({"input": "test"})  # AttributeError!

# CORRECT
graph = builder.compile()
graph.invoke({"input": "test"})
Must compile() to get executable graph.
// WRONG
await builder.invoke({ input: "test" });

// CORRECT
const graph = builder.compile();
await graph.invoke({ input: "test" });
Provide conditional path to END to avoid infinite loops.
# WRONG: Loops forever
builder.add_edge("node_a", "node_b")
builder.add_edge("node_b", "node_a")

# CORRECT
def should_continue(state):
    return END if state["count"] > 10 else "node_b"
builder.add_conditional_edges("node_a", should_continue)
Use conditional edges with END return to break loops.
// WRONG: Loops forever
builder.addEdge("node_a", "node_b").addEdge("node_b", "node_a");

// CORRECT
builder.addConditionalEdges("node_a", (state) => state.count > 10 ? END : "node_b");
Other common mistakes:
# Router must return names of nodes that exist in the graph
builder.add_node("my_node", func)  # Add node BEFORE referencing in edges
builder.add_conditional_edges("node_a", router, ["my_node"])

# Command return type needs Literal for routing destinations (Python)
def node_a(state) -> Command[Literal["node_b", "node_c"]]:
    return Command(goto="node_b")

# START is entry-only - cannot route back to it
builder.add_edge("node_a", START)  # WRONG!
builder.add_edge("node_a", "entry")  # Use a named entry node instead

# Reducer expects matching types
return {"items": ["item"]}  # List for list reducer, not a string
// Always await graph.invoke() - it returns a Promise
const result = await graph.invoke({ input: "test" });

// TS Command nodes need { ends } to declare routing destinations
builder.addNode("router", routerFn, { ends: ["node_b", "node_c"] });
### What You Should NOT Do
  • Mutate state directly — always return partial update dicts from nodes
  • Route back to START — it's entry-only; use a named node instead
  • Forget reducers on list fields — without one, last write wins
  • Mix static edges with Command goto without understanding both will execute

Thêm skills từ langchain-ai

langgraph-docs
langchain-ai
Truy cập tài liệu LangGraph để xây dựng tác nhân có trạng thái và quy trình làm việc đa tác nhân. Lấy tài liệu Python chính thức của LangGraph bao gồm máy trạng thái, thiết kế tác nhân dựa trên đồ thị và các mẫu có sự can thiệp của con người. Ưu tiên tài liệu phù hợp theo loại truy vấn: hướng dẫn triển khai cho câu hỏi cách làm, trang khái niệm cho lý thuyết, hướng dẫn cho ví dụ từ đầu đến cuối và tham chiếu API cho chi tiết kỹ thuật. Tự động chọn 2–4 URL tài liệu phù hợp nhất và truy xuất nội dung của chúng để trả lời...
official
langgraph-human-in-the-loop
langchain-ai
Tạm dừng thực thi đồ thị để con người xem xét, phê duyệt hoặc xác thực, sau đó tiếp tục với đầu vào của họ. Yêu cầu ba thành phần: một bộ kiểm tra điểm dừng (InMemorySaver hoặc PostgresSaver), một ID luồng trong cấu hình và tải trọng ngắt có thể tuần tự hóa JSON. interrupt(value) tạm dừng và hiển thị dữ liệu; Command(resume=value) tiếp tục và trả về giá trị đó cho nút đã tạm dừng. Tất cả mã trước interrupt() sẽ thực thi lại khi tiếp tục, vì vậy các tác dụng phụ phải có tính chất đơn giản (sử dụng upsert, không phải insert). Hỗ trợ quy trình phê duyệt,...
official
web-research
langchain-ai
Sử dụng kỹ năng này cho các yêu cầu liên quan đến nghiên cứu web; nó cung cấp một cách tiếp cận có cấu trúc để thực hiện nghiên cứu web toàn diện
official
langchain-oss-primer
langchain-ai
LUÔN BẮT ĐẦU TỪ ĐÂY cho bất kỳ dự án xây dựng agent LangChain, Deep Agents hoặc LangGraph nào. Điểm khởi đầu bắt buộc trước khi chọn các kỹ năng khác hoặc viết bất kỳ…
official
skill-creator
langchain-ai
Hướng dẫn tạo kỹ năng hiệu quả để mở rộng khả năng của tác nhân với kiến thức chuyên môn, quy trình làm việc hoặc tích hợp công cụ. Sử dụng kỹ năng này khi người dùng…
official
social-media
langchain-ai
Soạn thảo bài đăng mạng xã hội theo từng nền tảng với nội dung dựa trên nghiên cứu và hình ảnh đồng hành được tạo tự động. Hỗ trợ bài đăng LinkedIn (1.300 ký tự với giọng văn chuyên nghiệp) và chuỗi Twitter/X (280 ký tự mỗi tweet theo định dạng 1/🧵). Yêu cầu ủy quyền nghiên cứu cho một trợ lý phụ trước khi viết, sau đó đọc lại kết quả để đảm bảo độ chính xác và phù hợp. Tự động tạo hình ảnh mạng xã hội bắt mắt bằng công cụ generate_social_image với bố cục đậm, tương phản cao, tối ưu cho kích thước nhỏ...
official
deep-agents-memory
langchain-ai
Các backend bộ nhớ và tệp có thể cắm cho Deep Agents với các tùy chọn định tuyến tạm thời, bền vững và kết hợp. Bốn loại backend: StateBackend (theo luồng, tạm thời), StoreBackend (bền vững xuyên phiên), FilesystemBackend (truy cập đĩa thực cho phát triển cục bộ) và CompositeBackend (định tuyến các đường dẫn khác nhau đến các backend khác nhau). FilesystemMiddleware cung cấp sáu công cụ thao tác tệp: ls, read_file, write_file, edit_file, glob, grep. CompositeBackend sử dụng so khớp tiền tố dài nhất để định tuyến...
official
deep-agents-orchestration
langchain-ai
Điều phối các tác nhân phụ, lập kế hoạch tác vụ đa bước và yêu cầu phê duyệt của con người cho các thao tác nhạy cảm. Ủy quyền công việc cho các tác nhân phụ chuyên biệt thông qua công cụ tác vụ; các tác nhân phụ tùy chỉnh hỗ trợ bộ công cụ và lời nhắc hệ thống riêng biệt, trong khi tác nhân phụ "đa năng" mặc định kế thừa cấu hình của tác nhân chính. Lập kế hoạch và theo dõi các quy trình phức tạp với write_todos, sắp xếp tác vụ qua các trạng thái đang chờ, đang tiến hành và đã hoàn thành; yêu c
official