S-Bus: Reconstrucción Automática del Conjunto de Lectura para la Coordinación de Estados de LLM Multiagente

Resumen

Los agentes LLM concurrentes que comparten estado mutable en lenguaje natural producen Condiciones de Carrera Estructurales (SRC, por sus siglas en inglés): conflictos de escritura-escritura y lecturas obsoletas entre fragmentos que corrompen silenciosamente la salida del agente. Los marcos de trabajo multiagente existentes (LangGraph, CrewAI, AutoGen) no proporcionan semántica de propiedad de escritura sobre el estado compartido. Presentamos S-Bus, un middleware HTTP cuyo mecanismo central es un DeliveryLog del lado del servidor: un registro por agente de operaciones HTTP GET que reconstruye automáticamente el conjunto de lectura de cada agente en el momento de confirmación sin cambios en el SDK del agente bajo HTTP/1.1. La propiedad de consistencia que proporciona el DeliveryLog —Aislamiento de Lectura Observable (ORI), una consistencia causal parcial sobre la proyección observable por HTTP del conjunto de lectura— previene las condiciones de carrera estructurales cuando los agentes colaboran mediante fragmentos compartidos. Tres contribuciones: (C1) El mecanismo DeliveryLog para la reconstrucción automática del conjunto de lectura basada en tráfico HTTP, con evidencia mecanizada en tres niveles: ReadSetSoundness y ORICommitSafety verificadas automáticamente en TLAPS (módulo un axioma de tipado retenido); TLC exhaustivo con N=3 (20.763.484 estados distintos, cero violaciones); Dafny resuelve 9 lemas inductivos de solidez. (C2) Paridad empírica en prevención de conflictos estructurales frente a PostgreSQL 17 SERIALIZABLE y Redis 7 WATCH/MULTI en barridos de contención de fragmentos compartidos con 427.308 conflictos HTTP-409 activos: cero corrupciones de Tipo I en los tres backends. (C3) El entorno operativo de ORI es condicionado por la topología: semánticamente neutro en cargas de trabajo con fragmentos dedicados; perjudicial en escritura colaborativa con un solo fragmento porque la preservación propaga contradicciones concurrentes. Código fuente: https://github.com/sajjadanwar0/sbus

English

Concurrent LLM agents sharing mutable natural-language state produce Structural Race Conditions (SRCs): write-write and cross-shard stale-read conflicts that silently corrupt agent output. Existing multi-agent frameworks (LangGraph, CrewAI, AutoGen) provide no write-ownership semantics over shared state. We present S-Bus, an HTTP middleware whose central mechanism is a server-side DeliveryLog: a per-agent log of HTTP GET operations that automatically reconstructs each agent's read set at commit time without agent SDK changes under HTTP/1.1. The consistency property the DeliveryLog provides -- Observable-Read Isolation (ORI), a partial causal consistency over the HTTP-observable projection of the read set -- prevents structural race conditions when agents collaborate via shared shards. Three contributions: (C1) The DeliveryLog mechanism for automatic HTTP-traffic-based read-set reconstruction, with three-tier mechanised evidence: ReadSetSoundness and ORICommitSafety machine-checked in TLAPS (modulo one retained typing axiom); exhaustive TLC at N=3 (20,763,484 distinct states, zero violations); Dafny discharges 9 inductive soundness lemmas. (C2) Empirical structural-conflict prevention parity against PostgreSQL 17 SERIALIZABLE and Redis 7 WATCH/MULTI on shared-shard contention sweeps with 427,308 active HTTP-409 conflicts: zero Type-I corruptions across all three backends. (C3) ORI's operating envelope is topology-conditional: semantically neutral in dedicated-shard workloads; harmful in single-shard collaborative writing because preservation propagates concurrent contradictions. Source code: https://github.com/sajjadanwar0/sbus