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AI Agents · Lektion

Token- und Kostenprofiling pro Schritt

Den Tokenverbrauch pro Tool-Aufruf und pro Reasoning-Schritt messen.

Token- und Kostenprofiling pro Schritt ist eine kostenlose AI Agents-Lektion auf CoddyKit. Dies ist Lektion 2 von 4. Du kannst die komplette Lektion unten kostenlos lesen – dann übst du sie direkt im Browser mit einem integrierten Code-Editor und einem KI-Tutor rund um die Uhr. Sie ist Teil des AI Agents-Lernpfads, und dein Fortschritt wird über Web und CoddyKit-App synchronisiert. Der AI Agents-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Warum sollten Sie den Token-Verbrauch profilieren?

Die Kosten von LLM-APIs steigen direkt mit dem Token-Verbrauch. Eine einzelne Agent-Ausführung kann Dutzende LLM-Aufrufe durchführen. Ohne Profiling für jeden Schritt können Sie nicht feststellen, welcher Schritt teuer ist, wo sich Caching lohnt oder wie Sie Kosten senken können.

Token-Verbrauch von OpenAI auslesen

Jede OpenAI-Completion-Antwort enthält ein usage-Objekt mit prompt_tokens, completion_tokens und total_tokens. Erfassen Sie diese Werte immer.

import openai

client = openai.OpenAI(api_key='sk-...')

def call_llm_with_tracking(prompt: str, model: str = 'gpt-4o-mini') -> dict:
    response = client.chat.completions.create(
        model=model,
        messages=[{'role': 'user', 'content': prompt}]
    )
    
    usage = response.usage
    return {
        'content': response.choices[0].message.content,
        'prompt_tokens': usage.prompt_tokens,
        'completion_tokens': usage.completion_tokens,
        'total_tokens': usage.total_tokens,
        'model': model
    }

result = call_llm_with_tracking('What is the capital of France?')
print(f'Response: {result["content"]}')
print(f'Tokens - Prompt: {result["prompt_tokens"]}, Completion: {result["completion_tokens"]}, Total: {result["total_tokens"]}')

Kosten pro Aufruf berechnen

Berechnen Sie die Dollarkosten jedes LLM-Aufrufs anhand der Preistabelle. Die Preise gelten typischerweise pro einer Million Tokens. Daher gilt: cost = (prompt_tokens / 1_000_000) * input_price + (completion_tokens / 1_000_000) * output_price.

# Pricing per million tokens (as of early 2025 - verify current prices)
MODEL_PRICING = {
    'gpt-4o': {'input': 2.50, 'output': 10.00},
    'gpt-4o-mini': {'input': 0.15, 'output': 0.60},
    'gpt-4-turbo': {'input': 10.00, 'output': 30.00},
    'claude-3-5-sonnet-20241022': {'input': 3.00, 'output': 15.00},
    'claude-3-haiku-20240307': {'input': 0.25, 'output': 1.25}
}

def calculate_cost(prompt_tokens: int, completion_tokens: int, model: str) -> float:
    pricing = MODEL_PRICING.get(model)
    if not pricing:
        return 0.0
    
    input_cost = (prompt_tokens / 1_000_000) * pricing['input']
    output_cost = (completion_tokens / 1_000_000) * pricing['output']
    return input_cost + output_cost

# Example
prompt_tokens = 500
completion_tokens = 200
model = 'gpt-4o-mini'
cost = calculate_cost(prompt_tokens, completion_tokens, model)
print(f'Cost for {prompt_tokens}+{completion_tokens} tokens on {model}: ${cost:.6f}')

Kumulative Kosten erfassen

Erfassen Sie die kumulativen Kosten für eine vollständige Agent-Ausführung. Ein Kostentracker summiert Token-Verbrauch und Kosten für jeden Schritt auf, sodass Sie leicht erkennen können, welcher Schritt den größten Anteil des Budgets verbraucht hat.

from dataclasses import dataclass, field
from typing import List

@dataclass
class StepCost:
    step_name: str
    model: str
    prompt_tokens: int
    completion_tokens: int
    cost_usd: float

@dataclass
class CostTracker:
    steps: List[StepCost] = field(default_factory=list)
    
    def record(self, step_name: str, model: str, prompt_tokens: int, completion_tokens: int):
        cost = calculate_cost(prompt_tokens, completion_tokens, model)
        self.steps.append(StepCost(
            step_name=step_name,
            model=model,
            prompt_tokens=prompt_tokens,
            completion_tokens=completion_tokens,
            cost_usd=cost
        ))
    
    @property
    def total_cost(self) -> float:
        return sum(s.cost_usd for s in self.steps)
    
    @property
    def total_tokens(self) -> int:
        return sum(s.prompt_tokens + s.completion_tokens for s in self.steps)
    
    def summary(self) -> str:
        lines = ['=== Cost Summary ===']
        for step in self.steps:
            lines.append(f'{step.step_name}: {step.prompt_tokens}+{step.completion_tokens} tokens = ${step.cost_usd:.6f}')
        lines.append(f'TOTAL: {self.total_tokens} tokens = ${self.total_cost:.6f}')
        return '\n'.join(lines)

tracker = CostTracker()
tracker.record('entity_extraction', 'gpt-4o-mini', 200, 50)
tracker.record('vector_search_query', 'gpt-4o-mini', 100, 30)
tracker.record('answer_generation', 'gpt-4o-mini', 1500, 300)
print(tracker.summary())

Kosten nach Tool-Aufruftyp

Schlüsseln Sie die Kosten nach Tool-Aufruftyp über viele Agent-Ausführungen hinweg auf. Einige Tools werden deutlich häufiger aufgerufen und verursachen den größten Teil der Kosten.

from collections import defaultdict

class ToolCostAnalyzer:
    def __init__(self):
        self.tool_stats = defaultdict(lambda: {
            'call_count': 0,
            'total_prompt_tokens': 0,
            'total_completion_tokens': 0,
            'total_cost_usd': 0.0
        })
    
    def record_tool_call(self, tool_name: str, prompt_tokens: int, completion_tokens: int, model: str):
        cost = calculate_cost(prompt_tokens, completion_tokens, model)
        stats = self.tool_stats[tool_name]
        stats['call_count'] += 1
        stats['total_prompt_tokens'] += prompt_tokens
        stats['total_completion_tokens'] += completion_tokens
        stats['total_cost_usd'] += cost
    
    def report(self):
        print('=== Tool Cost Breakdown ===')
        sorted_tools = sorted(
            self.tool_stats.items(),
            key=lambda x: x[1]['total_cost_usd'],
            reverse=True
        )
        for tool_name, stats in sorted_tools:
            avg_cost = stats['total_cost_usd'] / stats['call_count']
            print(f'{tool_name}: {stats["call_count"]} calls, total ${stats["total_cost_usd"]:.4f}, avg ${avg_cost:.6f}/call')

analyzer = ToolCostAnalyzer()
analyzer.record_tool_call('search_web', 800, 200, 'gpt-4o-mini')
analyzer.record_tool_call('search_web', 750, 180, 'gpt-4o-mini')
analyzer.record_tool_call('read_email', 300, 100, 'gpt-4o-mini')
analyzer.record_tool_call('generate_report', 2000, 500, 'gpt-4o')
analyzer.report()

Kosten-Tracking in die Agent-Schleife integrieren

Umschließen Sie Ihre LLM-Aufruffunktion, um die Kosten automatisch als Teil der Agent-Schleife zu erfassen. Übergeben Sie den Tracker, damit jeder Aufruf zum Sitzungsgesamtwert beiträgt.

import openai

client = openai.OpenAI(api_key='sk-...')

def tracked_completion(tracker: CostTracker, step_name: str, messages: list, model: str = 'gpt-4o-mini') -> str:
    response = client.chat.completions.create(
        model=model,
        messages=messages
    )
    usage = response.usage
    tracker.record(
        step_name=step_name,
        model=model,
        prompt_tokens=usage.prompt_tokens,
        completion_tokens=usage.completion_tokens
    )
    return response.choices[0].message.content

def run_agent_with_cost_tracking(question: str) -> dict:
    tracker = CostTracker()
    
    # Step 1: Entity extraction
    entities_str = tracked_completion(
        tracker, 'entity_extraction',
        [{'role': 'user', 'content': f'Extract entities from: {question}'}]
    )
    
    # Step 2: Answer generation
    answer = tracked_completion(
        tracker, 'answer_generation',
        [{'role': 'user', 'content': question}]
    )
    
    return {
        'answer': answer,
        'cost_summary': tracker.summary(),
        'total_cost_usd': tracker.total_cost
    }

Tokens vor dem Aufruf schätzen

Verwenden Sie tiktoken, um die Token-Anzahl vor API-Aufrufen zu schätzen. So können Sie Budgetgrenzen durchsetzen und unerwartet große Prompts frühzeitig erkennen.

import tiktoken

DEFAULT_ENCODER = tiktoken.encoding_for_model('gpt-4o-mini')

def estimate_tokens(text: str, model: str = 'gpt-4o-mini') -> int:
    try:
        encoding = tiktoken.encoding_for_model(model)
    except KeyError:
        encoding = DEFAULT_ENCODER
    return len(encoding.encode(text))

def check_prompt_budget(messages: list, max_tokens: int = 8000) -> dict:
    total = 0
    breakdown = []
    for msg in messages:
        count = estimate_tokens(msg.get('content', ''))
        total += count
        breakdown.append({'role': msg['role'], 'tokens': count})
    
    return {
        'total_tokens': total,
        'within_budget': total <= max_tokens,
        'budget': max_tokens,
        'breakdown': breakdown
    }

messages = [
    {'role': 'system', 'content': 'You are a helpful assistant that...'},
    {'role': 'user', 'content': 'Explain the concept of quantum entanglement in simple terms.'}
]
result = check_prompt_budget(messages)
print(f'Total tokens: {result["total_tokens"]}, Within budget: {result["within_budget"]}')

Kostenbudgets und Abbruchgrenzen

Schützen Sie sich vor unkontrolliert steigenden Agent-Kosten, indem Sie Budgetgrenzen pro Ausführung und pro Tag festlegen. Wenn eine Ausführung ihr Budget überschreitet, brechen Sie sie kontrolliert mit einem Teilergebnis ab, statt weiterhin Kosten zu verursachen.

class BudgetGuard:
    def __init__(self, max_cost_per_run: float = 0.10, max_cost_per_day: float = 5.00):
        self.max_run = max_cost_per_run
        self.max_day = max_cost_per_day
        self.day_spend = 0.0
    
    def check_and_spend(self, tracker: 'CostTracker', about_to_spend_estimate: float = 0.001):
        if tracker.total_cost >= self.max_run:
            raise RuntimeError(
                f'Run budget exceeded: ${tracker.total_cost:.4f} >= ${self.max_run}'
            )
        if self.day_spend + tracker.total_cost >= self.max_day:
            raise RuntimeError(
                f'Daily budget exceeded: ${self.day_spend:.4f} daily spend'
            )
    
    def finalize_run(self, tracker: 'CostTracker'):
        self.day_spend += tracker.total_cost
        print(f'Run cost: ${tracker.total_cost:.6f}, Day total: ${self.day_spend:.4f}')

guard = BudgetGuard(max_cost_per_run=0.05, max_cost_per_day=2.00)
tracker = CostTracker()
tracker.record('test_step', 'gpt-4o-mini', 100, 50)
guard.check_and_spend(tracker)
guard.finalize_run(tracker)

Kostendaten zur Analyse speichern

Speichern Sie Kostendaten von Ausführungen dauerhaft in einer Datenbank, um Trends zu analysieren, Abrechnungen zuzuordnen und Optimierungsentscheidungen zu treffen. Eine einfache SQLite-Tabelle eignet sich für die meisten Agents gut.

import sqlite3
from datetime import datetime

def init_cost_db(db_path: str = 'agent_costs.db'):
    conn = sqlite3.connect(db_path)
    conn.execute('''
        CREATE TABLE IF NOT EXISTS run_costs (
            id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
            run_id TEXT NOT NULL,
            step_name TEXT NOT NULL,
            model TEXT NOT NULL,
            prompt_tokens INTEGER,
            completion_tokens INTEGER,
            cost_usd REAL,
            timestamp TEXT
        )
    ''')
    conn.commit()
    return conn

def save_run_costs(conn, run_id: str, tracker: 'CostTracker'):
    for step in tracker.steps:
        conn.execute(
            'INSERT INTO run_costs (run_id, step_name, model, prompt_tokens, completion_tokens, cost_usd, timestamp) VALUES (?, ?, ?, ?, ?, ?, ?)',
            (run_id, step.step_name, step.model, step.prompt_tokens, step.completion_tokens, step.cost_usd, datetime.utcnow().isoformat())
        )
    conn.commit()
    print(f'Saved {len(tracker.steps)} cost records for run {run_id}')

conn = init_cost_db()
print('Cost database initialized')

Alerts für den Token-Verbrauch

Lösen Sie einen Alert aus, wenn eine einzelne Agent-Ausführung den erwarteten Token-Verbrauch überschreitet. Ein unerwarteter Anstieg weist häufig auf einen Fehler hin: einen unendlich wachsenden Kontext, wiederholte Tool-Aufrufe oder eine fehlende Logik zum Kürzen von Inhalten.

def check_token_spike(tracker: 'CostTracker', expected_max_tokens: int = 10000) -> dict:
    total = tracker.total_tokens
    if total > expected_max_tokens:
        # Find the biggest steps
        sorted_steps = sorted(tracker.steps, key=lambda s: s.prompt_tokens + s.completion_tokens, reverse=True)
        top_steps = [
            {'step': s.step_name, 'tokens': s.prompt_tokens + s.completion_tokens}
            for s in sorted_steps[:3]
        ]
        message = (
            f'Token spike: {total} tokens (expected <= {expected_max_tokens}). '
            f'Top consumers: {top_steps}'
        )
        print(f'ALERT: {message}')
        return {'alert': True, 'total_tokens': total, 'message': message, 'top_steps': top_steps}
    return {'alert': False, 'total_tokens': total}

tracker = CostTracker()
tracker.record('context_builder', 'gpt-4o-mini', 8000, 200)  # Unusually large prompt
result = check_token_spike(tracker, expected_max_tokens=5000)
print('Spike check:', result['alert'], '-', result.get('message', 'OK'))

Abfrage für Kostenberichte

Fragen Sie die Kostendatenbank ab, um Berichte zu erstellen: tägliche Ausgaben nach Modell, die teuersten Schritte und Kostenentwicklungen im Zeitverlauf. Das unterstützt Sie bei Optimierungsentscheidungen.

import sqlite3
from datetime import datetime, timedelta

def cost_report(db_path: str = 'agent_costs.db', days: int = 7) -> dict:
    conn = sqlite3.connect(db_path)
    since = (datetime.utcnow() - timedelta(days=days)).isoformat()
    
    # Total cost by model
    model_costs = conn.execute('''
        SELECT model, SUM(cost_usd) as total_cost, COUNT(*) as call_count
        FROM run_costs WHERE timestamp >= ?
        GROUP BY model ORDER BY total_cost DESC
    ''', (since,)).fetchall()
    
    # Top expensive steps
    step_costs = conn.execute('''
        SELECT step_name, SUM(cost_usd) as total_cost, AVG(cost_usd) as avg_cost
        FROM run_costs WHERE timestamp >= ?
        GROUP BY step_name ORDER BY total_cost DESC LIMIT 10
    ''', (since,)).fetchall()
    
    conn.close()
    return {
        'period_days': days,
        'by_model': [{'model': r[0], 'total_usd': r[1], 'calls': r[2]} for r in model_costs],
        'by_step': [{'step': r[0], 'total_usd': r[1], 'avg_usd': r[2]} for r in step_costs]
    }

print('Cost report function defined')

Wissenscheck: Token- und Kostenprofiling

Testen Sie Ihr Verständnis des Token- und Kostenprofilings für einzelne Schritte.

Zusammenfassung: Kostenprofiling

Effektives Kostenprofiling erfordert: die Erfassung des Verbrauchs aus jeder API-Antwort, die Berechnung der Kosten pro Schritt anhand von Modellpreistabellen, die Erfassung der kumulativen Kosten pro Agent-Ausführung, die Aufschlüsselung der Kosten nach Tool-Aufruftyp, die Durchsetzung von Budgetgrenzen mit Schutzprüfungen sowie die dauerhafte Speicherung von Kostendaten zur Trendanalyse und Optimierung.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Lektion „Token- und Kostenprofiling pro Schritt“ kostenlos?

Ja — der vollständige Text von „Token- und Kostenprofiling pro Schritt“ ist hier im Web kostenlos zu lesen. Um sie interaktiv zu üben (integrierter Code-Editor und 24/7 KI-Tutor) und den Rest des AI Agents-Kurses freizuschalten, upgrade auf CoddyKit PRO. Der AI Agents-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Was lerne ich in „Token- und Kostenprofiling pro Schritt“?

Den Tokenverbrauch pro Tool-Aufruf und pro Reasoning-Schritt messen. Du übst AI Agents mit praktischem Code, den du direkt im Browser ausführst, und ein 24/7 KI-Tutor beantwortet deine Fragen während du die Lektion bearbeitest.

Brauche ich Erfahrung, um AI Agents zu starten?

Keine Vorkenntnisse erforderlich. AI Agents auf CoddyKit ist für Anfänger bis fortgeschrittene Lernende strukturiert, sodass du hier starten oder von Anfang an beginnen und in deinem eigenen Tempo voranschreiten kannst. Dies ist Lektion 2 von 4.

Wie lange dauert die Lektion „Token- und Kostenprofiling pro Schritt“?

Die meisten CoddyKit-Lektionen dauern etwa 5–10 Minuten. Jede ist kompakt und interaktiv, sodass du stetig Fortschritte machst und genau dort weitermachst, wo du aufgehört hast – im Web und in der App.

Kann ich in dieser AI Agents-Lektion Code schreiben und ausführen?

Ja. Jede AI Agents-Lektion enthält einen integrierten Code-Editor, sodass du echten Code direkt in deinem Browser schreibst und ausführst und sofort KI-Feedback erhältst — ohne lokale Einrichtung erforderlich.

Alle Lektionen in diesem Kurs

  1. Trace-Analyse mit LangSmith und Langfuse
  2. Token- und Kostenprofiling pro Schritt
  3. Langsame und teure Schritte identifizieren
  4. Ursachenanalyse für Agentenfehler
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