专栏名称: 架构师

架构师云集，三高架构（高可用、高性能、高稳定）、大数据、机器学习、Java架构、系统架构、大规模分布式架构、人工智能等的架构讨论交流，以及结合互联网技术的架构调整，大规模架构实战分享。欢迎有想法、乐于分享的架构师交流学习。

深入浅出理解MCP：从技术原理到实战落地

架构师 · 公众号 · · 2025-03-08 22:32

正文

架构师（JiaGouX）

我们都是架构师！
架构未来，你来不来？

引言：当AI开始"动手"

近期，随着 Manus 的爆火，一个名为 MCP（模型上下文协议）的技术术语频繁出现在开发者社区。这项由Anthropic公司（Claude的创造者）于2024年11月推出的开放协议，正在重新定义AI与数字世界的交互方式。如果说ChatGPT打开了智能对话的大门，那么MCP则正在为AI装上"操作现实的双手"。

想象这样一个场景：当你对AI说"整理我电脑里上周的会议记录"，它往往只能“动嘴”而不能“动手”。MCP 的出现，正是为了让 AI 从“智能回答者”变成“智能执行者”，它不再只是回复操作步骤，而是直接调取你的文件系统，完成分类归档、生成摘要，甚至将待办事项同步到你的日历——这就是MCP带来的变革。

本文将带您穿透技术迷雾，从协议设计到代码实操，从技术原理到实战落地，完整解析这项可能改变人机交互规则的核心技术。全面理解 MCP：它是什么、如何工作、能做什么，以及如何快速上手甚至构建自己的 MCP 服务器。

无论你是技术爱好者还是普通用户，这篇深入浅出的指南都将为你揭开 MCP 的神秘面纱。

MCP 是什么？

MCP（Model Context Protocol）是一种开放标准协议，旨在让大型语言模型（LLM）与外部工具和数据源无缝通信。用个简单的比喻，MCP 就像是 AI 的“通用翻译器”，让它能安全、可控地访问你的文件、应用或网络服务，并执行具体任务。

MCP 的三大核心组件

MCP 主机 ：你与 AI 互动的应用程序，比如 Claude Desktop，相当于 AI 的“大本营”。
MCP 服务器 ：专门的小程序，提供特定功能（如访问文件或调用 API），就像为 AI 服务的“专业导游”。
MCP 客户端 ：连接主机和服务器的桥梁，确保通信顺畅，通常无需用户直接操作。

通过这种设计，MCP 让 AI 助手从单纯的对话工具，进化成能操作现实世界的强大助手。

MCP 与 API 的区别

你可能会问：API 不也能让 AI 调用外部服务吗？为什么需要 MCP？答案在于，MCP 不仅实现了 API 的功能，还带来了更高的标准化和灵活性：

特性	API	MCP	MCP 优势
安全性	依赖开发者实现，规则不统一	标准化访问控制，用户明确授权	更安全可控
通信方式	通常单向获取数据	支持双向交互，可操作数据	功能更强大
AI 优化	返回原始数据，需额外处理	提供 AI 友好的工具和提示	更易于 AI 处理
灵活性	偏向远程服务，需网络支持	支持本地和远程资源	适用场景更广
集成复杂度	每个服务需定制代码	统一协议，即插即用	开发更简单

举个例子 ：用 API 获取天气数据，AI 得解析复杂的 JSON；而用 MCP 天气服务器，AI 直接拿到简洁的预报结果，还能顺手帮你记录下来。MCP 的标准化和双向性，让 AI 的操作更高效、更自然。

以下是一个简单的表格，展示了两者在不同场景下的表现：

双向交互闭环

传统API的"一问一答"模式在复杂场景中捉襟见肘，而MCP支持多轮交互：


# MCP工具定义示例




    

@server.call_tool()
async def handle_call_tool(name, args):
    if name == "book_meeting":
        # 第一步：查询日历空闲时段
        slots = get_calendar_slots(args["duration"])
        # 第二步：生成可选时间列表
        return show_time_picker(slots)
        # 第三步：接收用户选择并创建会议
        confirm_selection(args["time"])

MCP 的工作原理和架构

在学习如何使用 MCP 之前，了解它的工作原理和架构非常重要。MCP 建立在灵活、可扩展的客户端-服务器架构之上，让 LLM 与外部资源无缝通信。

核心架构

MCP 遵循客户端-服务器模型：

宿主：启动连接的 LLM 应用程序，如 Claude Desktop 或 AI IDE。
客户端 ：在宿主内部与服务器保持 1:1 连接，负责通信协调。
服务器 ：为客户端提供上下文、工具和提示，执行具体任务。

核心组件

1. 协议层

协议层处理消息的格式和通信逻辑，包括：

消息帧 ：定义消息的结构。
请求/响应链接 ：确保请求和回应一一对应。
高级通信模式 ：支持复杂交互。

核心类包括 Protocol 、 Client 和 Server ，通过类型安全的接口处理请求和通知。例如：


class Protocol<Request, Notification, Result> {
  request<T>(request: Request, schema: T): Promise<T>; // 发送请求并等待响应
  notification(notification: Notification): Promise<void>; // 发送单向通知
}

2. 传输层

传输层负责实际的数据传输，支持两种机制：

标准输入输出传输 ：用于本地进程通信，简单高效。
带 SSE 的 HTTP 传输 ：支持远程通信，客户端用 POST 发送请求，服务器用 SSE（服务器推送事件）返回数据。

所有传输基于 JSON-RPC 2.0 ，确保消息格式统一。

消息类型

MCP 定义了四种主要消息类型：

请求（Request） ：期望响应的消息，如 { method: "getWeather", params: { city: "Beijing" } } 。
通知（Notification） ：单向消息，无需回应，如 { method: "logEvent", params: { event: "start" } } 。
结果（Result） ：请求的成功响应，如 { temperature: 25 } 。
错误（Error） ：请求失败的反馈，如 { code: -32602, message: "Invalid params" } 。

连接生命周期

初始化 ：

客户端发送 initialize 请求，携带协议版本和功能。
服务器响应支持的版本和功能。
客户端发送 initialized 通知，连接就绪。

消息交换 ：支持请求-响应和单向通知。

终止：任一方可通过 close() 或断开传输终止连接。

错误处理

MCP 定义了标准错误代码，如：

ParseError (-32700) ：解析错误。
InvalidRequest (-32600) ：无效请求。支持自定义错误代码，确保错误处理一致。

架构优势

标准化通信 ：统一 JSON 格式，客户端可自动发现服务器功能。
即插即用 ：无需为每个服务器定制代码，轻松替换或添加新服务器。
资源管理 ：服务器提供资源（如文件）、工具（如操作）和提示（如模板），LLM 通过标准调用访问。

为什么 MCP 有用？

统一接口 ：LLM 只需理解 MCP，无需学习各种 API。
可插拔架构 ：新功能只需添加 MCP 服务器。
工作流自动化 ：多个服务器可串联成复杂流程。

MCP 的实际应用

MCP 将 AI 从“只会说”变成“能做事”，以下是几个典型场景：

文件管理 ：让 Claude 整理下载文件夹，或从笔记生成行动计划。