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MCP全解析,AI应用与外部资源集成的利器。 核心内容: 1. MCP概念与架构深度解析,了解MCP的起源与价值 2. 实战案例:一步步教你构建基于MCP的Agent应用 3. MCP Server的角色与部署策略,掌握MCP集成架构精髓
MCP概念与架构全解析
动手做一个MCP的Demo
MCP Server + LlamaIndex/LangGraph:快速构建Agent
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01 MCP概念与架构全解析
让我们从一个实际的开发样例开始。
【为什么出现MCP】
假如你开发了一个AI应用,无论是ChatBot还是复杂的Agent,都不会再局限于简单的LLM对话,很多时候你需要与外部世界连接,以访问数据源或使用工具。比如:
操控浏览器实现自动化;访问本地文件
访问数据库结构,以更好的让AI做编程
调用CRM的API以驱动智能客服流程
那么,你需要连接不同的对象,使用不同的接口协议;你需要熟悉SQL、HTTP调用、Playwright等接口;可能你还需要使用搜索引擎、访问云存储、调用第三方开放API...这都需要做大量的“粘合”工作:
MCP就是用来帮助简化LLM应用与这些外部资源间的集成。它允许LLM应用使用统一的协议来连接到这些外部资源,而不必逐个适配:
MCP的做法是增加了一个中间层:LLM应用通过统一的MCP协议连接中间层(称为MCP Server),而这个中间层会处理与外部资源的对接。
那为什么Agent火热以后大家才注意到MCP呢?很简单,因为Agent是最需要对接外部资源/工具的LLM应用。
【MCP有哪些好处】
其实在软件系统中这是一种常见设计范式(比如一些大模型API网关把不同厂家的大模型协议转化成统一的OpenAI兼容协议,以方便应用接入)。它的具体意义体现在:
LLM应用的简化:不用适配各种私有协议,你只需要知道怎么连接MCP server
LLM应用的快速扩展:随时“插拔”新的MCP Server即可,一个不够就再来一个
MCP的提出者Anthropic旗下的Claude Desktop就可以通过这种方式扩充能力。
快速的适应变化:想象下,如果一个外部资源的接口发生变化,只需要访问它的MCP Server做修改,所有的LLM应用就可无缝适应。
新的AI能力共享生态:通过MCP Server的共享,新的LLM应用可以快速获得各种工具,形成了一种新的合作体系,提高整体效用。
【基于MCP的集成架构】
基于MCP将你的LLM应用与外部资源集成的架构用下图表示:
相对于LLM应用直连外部资源,这里主要多了一个中间层(MCP Server),以及连接这个中间层的(MCP Client),理解了这两个,你就理解了MCP。
MCP Server
这里的Server不是传统意义上集中式的Server,你可以理解成一个服务插件。
MCP Server部署在哪里?
MCP Server可以部署在LLM应用本机,也可以远程部署(Remote),不过目前Remote方式还未完善,暂时不考虑。以下仅考虑本地模式。
MCP Server有哪些“服务”?
Tools:提供给LLM应用特别是Agent使用的工具。
Resoures:提供给LLM应用一些额外的结构化数据。
Prompts:提供给LLM应用的一些Prompt模板。比如你的应用是一个Chatbot,可以从MCP Server中取出这些模板,让使用者选择使用。
MCP Server从哪里获取?
自己使用MCP SDK创建后供自己或企业内共享使用。
从他人创建的MCP Servers中“挑选”,然后下载使用。比如从这里:
MCP Server如何启动?
本地模式下,在LLM应用中配置启动命令后,会自动启动MCP Server
不同的MCP Server可能有不同的启动命令,注意查看MCP Server说明书
有的MCP Server需要先安装依赖;有的通过npx/uvx运行的MCP server,则会自动下载缓存并临时运行。
MCP Server启动后的物理形式是一个独立的进程。
MCP Server怎么与Client应用通信?
本地模式下MCP Server与客户端应用间通过stdio/stdout(标准输入输出)的进程间通信进行消息交换。这种方式你肯定见过,比如:
cat file.txt | grep "error" | sort > result.txt
MCP Server使用什么语言创建?
目前支持TS/Python/Java SDK来编写MCP Server。
MCP Client
MCP Client是由客户端LLM应用使用Client SDK创建并维护的一个Server会话,就像你在程序中维护一个数据库的Connection一样。一般长这样:
async with stdio_client(server_params) as (read, write):
async with ClientSession(
read, write, sampling_callback=None
) as session:......
借助Client SDK你可以与MCP Server通信。比如查看Server的Tools:
tools = await session.list_tools()
本地模式下,Client与Server是一对一的关系。如果需要连接多个MCP Server,需要自行维护多个Session
02 动手做一个MCP
我们用一个简单的Client+Server的完整Demo来加强理解。
使用pip install mcp安装SDK后,开始下列步骤。
【创建MCP Server】
这个MCP Server只有一个能力:提供一个计算器工具。实现如下:
#server_demo.py
from mcp.server.fastmcp import FastMCP
# 创建一个MCP服务器
mcp = FastMCP("演示")
# 添加一个加法工具
@mcp.tool()
def calculate(expression: str) -> float:
"""计算四则运算表达式
参数:
expression: 数学表达式字符串,如 "1 + 2 * 3"
返回:
计算结果
"""
...省略计算器代码...
if __name__ == "__main__":
mcp.run(transport='stdio')
注意这里必须要有启动代码,但现在你无需启动它。
【创建MCP Client】
现在创建一个客户端应用,来连接上面的MCP Server,并调用其中的计算器:
#client_demo.py
from mcp.client.stdio import stdio_client
from mcp import ClientSession, StdioServerParameters, types
import asyncio
#Client会使用这里的配置来启动本地MCP Server
server_params = StdioServerParameters(
command="python",
args=["./server_demo.py"],
env=None
)
async def main():
async with stdio_client(server_params) as (read, write):
async with ClientSession(
read, write, sampling_callback=None
) as session:
await session.initialize()
print('\n正在调用工具...')
result =await session.call_tool("calculate",{ "expression": "188*23-34" })
print(result.content)
asyncio.run(main())
现在直接运行这个客户端,就可以看到如下输出:
我们在客户端加一行等待代码,让程序暂时挂起,来观察下面两个命令的结果:
发现了什么?MCP Server这里被自动启动了,而且它是客户端应用的子进程!
【如何调试MCP Server】
这里还有个问题,如果我只是纯粹的MCP Server开发者,如何快速测试这个Server?对于这里的Python编写的server,可以使用MCP inspector来调试,运行命令:
mcp dev server_demo.py
现在访问http://localhost:5173,就进入可视化的调试界面,可以在这里直观的测试刚才的计算器工具:
03 第三方MCP Server + LlamaIndex/LangGraph:快速构建Agent
相对上面的例子,你可能更关心的是能否借助第三方MCP Server,来让自己的Agent快速使用工具,以连接外部资源?
现在一起来完成一个真正的Agent,这个Agent会使用第三方MCP Server中的工具来扩展自身能力,为了方便,这里借助LlamaIndex的FunctionCallingAgent来快速实现这个Agent(LangGraph请使用create_react_agent)。
【找到MCP Server并安装】
我们先来挑选一个MCP Server。比如这一个:
这是一个用来访问ArXiv上论文的MCP Server,提供了搜索、下载等工具。根据它的说明,先安装(注意不同MCP Server安装命令不一样):
uv tool install arxiv-mcp-server
【创建Agent,使用这个MCP Server】
现在我们创建Agent以连接并使用这个MCP Server。在MCP Server的说明中找到其使用的配置方法(其实就是运行命令与命令行参数),添加到Agent代码中:
...
server_params_axiv = StdioServerParameters(
command="uv", # Executable
args= [
"tool",
"run",
"arxiv-mcp-server",
"--storage-path", "./storage"
],
env={**os.environ}
)
接下来借助LlamaIndex中的McpToolSpec直接把MCP server中的Tools转化为Agent用的Tools(langGraph请使用langchain-mcp-adapters),然后创建Agent即可:
async def main():
# 连接MCP Server
async with stdio_client(server_params_axiv) as (read, write):
async with ClientSession(read, write, sampling_callback=None) as session:
await session.initialize()
# 查看下MCP server的工具
print('\n正在列出服务器工具...')
tools1 = await session.list_tools()
for tool in tools1.tools:
print('可用工具:', tool.name)
# 获得MCP server的tools
mcpToolSpec = McpToolSpec(session)
tools_list = await mcpToolSpec.to_tool_list_async()
#一个简单的FunctionCallingAgent
agent = FunctionCallingAgent.from_tools(
tools_list,
llm=llm,
verbose=True,
system_prompt="你是一个问题回答专家。请使用工具回答问题。")
#测试
while True:
question = input("\n请输入问题(输入q退出):")
if question.lower() == 'q':
break
response = await agent.achat(question)
print(response)
asyncio.run(main())
【测试】
这样就借助一个已有的MCP Server来让我们的Agent获得了Arxiv访问的能力,比如你可以让Agent帮下载一个论文:
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