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Agent-Workflows mit Next.js und Python
Agent Orchestration
Next.js
Python
Full-Stack

Agent-Workflows mit Next.js und Python

Multi-Agent-Workflows sind die Zukunft komplexer Softwareentwicklung. Dieser Guide zeigt, wie du verschiedene Agenten für Frontend, API und Backend-Logic koordinierst.

Das Szenario

Wir bauen eine Datenanalyse-Plattform:

  • Frontend: Next.js Dashboard mit Charts
  • API: Next.js API Routes als Gateway
  • Backend: Python FastAPI für Datenverarbeitung
  • ML: Python-Modelle für Predictions

Agent-Setup

Agent 1: Frontend-Developer

Verantwortlich für:

  • React Components & UI
  • State Management
  • Client-side Logic
  • Styling mit Tailwind

Kontext:

# Frontend Agent

Tech: Next.js 13+, TypeScript, Tailwind
Style: Modern, data-focused, responsive
Patterns: Server Components wo möglich, Client Components für Interaktivität
State: Context API für global, useState für local

Agent 2: API-Developer

Verantwortlich für:

  • Next.js API Routes
  • Request Validation
  • Error Handling
  • API-to-Backend Communication

Kontext:

# API Agent

Tech: Next.js API Routes, TypeScript
Validation: Zod für Request/Response
Error Handling: Structured error responses
Security: Rate limiting, auth checks

Agent 3: Backend-Developer

Verantwortlich für:

  • FastAPI Endpoints
  • Business Logic
  • Database Operations
  • Data Processing

Kontext:

# Backend Agent

Tech: Python 3.11+, FastAPI, SQLAlchemy
DB: PostgreSQL
Patterns: Repository Pattern, Service Layer
Validation: Pydantic Models

Agent 4: ML-Engineer

Verantwortlich für:

  • Model Training
  • Predictions
  • Data Transformations
  • Performance Optimization

Kontext:

# ML Agent

Tech: Python, scikit-learn, pandas
Focus: Predictive models, data pipelines
Output: REST API endpoints via FastAPI
Monitoring: Model performance metrics

Workflow-Orchestrierung

Phase 1: Planung

Human Conductor definiert die High-Level Requirements:

Feature: Sales Prediction Dashboard
- User kann Zeitraum wählen
- System zeigt historische Daten als Chart
- ML-Modell macht Prediction für nächste 30 Tage
- Confidence Intervals anzeigen

Dann:

  1. Requirements in Agent-Tasks zerlegen
  2. Dependencies identifizieren
  3. Execution Order festlegen

Phase 2: Contract Definition

Bevor Agenten parallel arbeiten, definieren wir Interfaces:

API Contract (TypeScript):

// lib/types/api.ts
export interface PredictionRequest {
  startDate: string;
  endDate: string;
  metric: 'sales' | 'revenue' | 'customers';
}

export interface PredictionResponse {
  historical: DataPoint[];
  prediction: DataPoint[];
  confidence: {
    lower: number[];
    upper: number[];
  };
  modelInfo: {
    accuracy: number;
    lastTrained: string;
  };
}

export interface DataPoint {
  date: string;
  value: number;
}

Backend Contract (Python):

# app/schemas/prediction.py
from pydantic import BaseModel
from datetime import date

class PredictionRequest(BaseModel):
    start_date: date
    end_date: date
    metric: str

class DataPoint(BaseModel):
    date: date
    value: float

class PredictionResponse(BaseModel):
    historical: list[DataPoint]
    prediction: list[DataPoint]
    confidence: dict
    model_info: dict

Phase 3: Parallele Entwicklung

Mit klaren Contracts können Agenten parallel arbeiten:

Task 1 (Frontend Agent):

Erstelle Dashboard Component mit:
- Date Range Picker
- Chart für Historical + Prediction Data
- Confidence Interval Visualization
- Loading States
Nutze die Types aus lib/types/api.ts

Task 2 (API Agent):

Erstelle API Route /api/predictions/[metric]
- POST Request mit PredictionRequest Body
- Validation mit Zod
- Forward zu Python Backend (http://localhost:8000)
- Error Handling für Backend Failures

Task 3 (Backend Agent):

Erstelle FastAPI Endpoint /predict
- Pydantic Validation
- Lade historische Daten aus DB
- Rufe ML Service auf
- Return PredictionResponse

Task 4 (ML Agent):

Erstelle Prediction Service:
- Input: Historical data
- Model: Time Series Forecasting (ARIMA oder Prophet)
- Output: Predictions + Confidence Intervals
- Cache Predictions für 1h

Phase 4: Integration

Sequential execution mit Validierung:

  1. ML Agent → Service fertig, Unit Tests passed
  2. Backend Agent → Integration ML Service, API Tests
  3. API Agent → Integration Backend, Contract Tests
  4. Frontend Agent → Integration API, E2E Tests

Phase 5: Human Review

Code Review Check:

  • ✅ Type Safety durchgängig
  • ✅ Error Handling implementiert
  • ✅ Tests vorhanden und passing
  • ✅ Performance acceptable
  • ✅ Security considerations beachtet

Praktische Implementation

1. Project Setup

# Root Project
mkdir sales-prediction-platform
cd sales-prediction-platform

# Frontend + API
npx create-next-app@latest frontend --typescript
cd frontend && npm install zod date-fns recharts

# Backend
cd ..
mkdir backend
cd backend
python -m venv venv
source venv/bin/activate
pip install fastapi uvicorn sqlalchemy pydantic[email] python-multipart
pip install scikit-learn pandas prophet

# Structure
backend/
├── app/
│   ├── api/
│   │   └── routes/
│   ├── core/
│   ├── ml/
│   ├── models/
│   └── schemas/
└── main.py

2. Development Flow

Terminal 1 (Backend):

cd backend
uvicorn main:app --reload --port 8000

Terminal 2 (Frontend):

cd frontend
npm run dev

Terminal 3 (Agent Orchestration): Hier läuft deine Agent-Steuerung

3. Agent Prompts in der Praxis

Frontend Agent Prompt:

Context: Next.js App mit Sales Prediction Dashboard
File: @folder app/dashboard

Task: Erstelle PredictionChart Component
- Props: data (PredictionResponse from API)
- Library: recharts
- Features:
  * Line Chart mit Historical + Prediction
  * Different colors für each
  * Shaded area für Confidence Interval
  * Responsive
  * Loading Skeleton
  * Error State

Style: Tailwind, dark theme, modern

Backend Agent Prompt:

Context: FastAPI Backend für ML Predictions
Files: @folder app/api/routes

Task: Implementiere /predict endpoint
- Method: POST
- Input: PredictionRequest (app/schemas/prediction.py)
- Steps:
  1. Validate Request
  2. Query historical data from DB
  3. Call ML Service
  4. Transform response
  5. Return PredictionResponse

Include: Error handling, logging, type hints

Advanced Patterns

Agent Communication

Agenten können Nachrichten austauschen:

Frontend Agent: "Backend returns 500 for date range > 1 year"
Backend Agent: "Checking... ML model can't handle > 365 days. Adding validation."
API Agent: "Should I add validation in API layer too?"
Conductor: "Yes, fail fast. Both layers validate."

Conflict Resolution

Frontend Agent ändert: TypeScript Interface
Backend Agent hat: Pydantic Model bereits committed

Conflict: Field names don't match (camelCase vs snake_case)

Resolution:
1. API Agent erstellt Transformer
2. Frontend behält camelCase
3. Backend behält snake_case
4. Transformation in API Layer

Progressive Enhancement

Phase 1: Basic Feature (alle Agenten)
Phase 2: Optimization (Backend + ML Agent)
Phase 3: Advanced UI (Frontend Agent)
Phase 4: Monitoring (DevOps Agent)

Monitoring & Debugging

Logging Strategy

Jeder Agent loggt in eigenen Namespace:

// Frontend
console.log('[Frontend]', 'Fetching predictions...');

// API
console.log('[API]', 'Forwarding to backend:', request);

// Backend
logger.info('[Backend] Processing prediction request', extra={...})

// ML
logger.info('[ML] Model inference completed', metrics={...})

Distributed Tracing

// Trace ID durch alle Layers
const traceId = crypto.randomUUID();

// Frontend Request
fetch('/api/predict', {
  headers: { 'X-Trace-Id': traceId }
});

// API forwards
fetch('http://backend:8000/predict', {
  headers: { 'X-Trace-Id': traceId }
});

// Backend & ML loggen mit trace ID

Best Practices

  1. Contracts first: Interfaces vor Implementation
  2. Clear ownership: Jeder Agent hat seine Domain
  3. Communication channels: Structured Agent-to-Agent Communication
  4. Human oversight: Bei kritischen Entscheidungen
  5. Automated testing: Jeder Agent schreibt Tests
  6. Documentation: Agents dokumentieren ihre Entscheidungen

Troubleshooting

Problem: Agenten produzieren inkompatiblen Code Solution: Strikte Type Contracts, Shared Types Package

Problem: Merge Conflicts Solution: Feature Branches pro Agent, klare File Ownership

Problem: Circular Dependencies Solution: Dependency Graph visualisieren, refactoren

Nächste Schritte

  1. Starte mit 2 Agenten (Frontend + Backend)
  2. Füge incrementally weitere hinzu
  3. Entwickle eigene Orchestration Patterns
  4. Teile Learnings im Forum

Multi-Agent Development ist die Zukunft. Viel Erfolg! 🤖

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