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本文主要手把手带你从0到1实现MCP Server,全量剖析MCP协议及背后涉及的技术原理,让你彻底告别"只听说过MCP"的尴尬,希望对你的学习有帮助。
本文来自于阿里云开发者,由火龙果软件Alice编辑,推荐。 |
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前言
"会调接口"早已不是后端工程师的专利——在AI时代,这成了每个想用大模型创造业务价值的Agent开发者必备技能。通过MCP协议让Agent获取业务上下文,已成为行业标配,集团也提供了完善的工具链支持。但当你真正想弄懂MCP时,官网白皮书再精美,也逃不过"一看就懂,一写就懵"的困境。
通过这篇文章可以学习以下内容:
- 手把手带你从0到1实现MCP Server;
- 全量剖析MCP协议及背后涉及的技术原理;
- 让你彻底告别"只听说过MCP"的尴尬;
一、MCP介绍
什么是MCP?
Q:MCP 究竟是什么?
A:MCP(Model Context Protocol,模型上下文协议)是规范应用程序向大语言模型提供上下文的 开放协议 。当AI客户端( MCP Host )需要获取上下文时,会通过集成的 MCP Client 向 MCP Server 发送请求,由Server返回模型所需的上下文数据。该协议的核心价值在于标准化交互流程—— 反之,如果AI客户端都不集成 MCP Client ,那该协议就和AI没有任何关系了。
📌 一句话:MCP本质上是MCP Client和MCP Server之间的通信协议,实现了Agent开发与工具开发的解耦。
Q:协议具体如何运作
A:由三个核心组件协作:
1. MCP Client :负责发送请求/接收响应
2. MCP Server :处理请求并返回上下文数据
3. MCP Host :MCP协议的执行者。
负责:
接收用户问题 → 选择工具 → 构建参数 → 通过Client调用Server → 解析结果 → 继续对话
📌 集成 MCP Client 的智能体执行平台(如 IDEA LAB)或模型厂商的 Agent/AI 客户端(如 Cherry Studio)均可承担 MCP Host 职能。
Q:MCP Host、MCP Server、MCP Client到底长什么样啊?
以阿里云百练平台为例,MCP Host可以简单理解为平台上的智能体应用
MCP Host长这样子:
MCP Client直接集成在MCP Host中了,所以我们是看不到的。但是我们可以看看自己写一个MCP Client的例子:
@Slf4j
publicclassMcpClient {
private String baseUri;
private String sseEndpoint;
private String messageEndpoint;
private SseClient sseClient = new SseClient();
private CompletableFuture<Void> connectFuture = new CompletableFuture<>();
private CompletableFuture<Void> initFuture = new CompletableFuture<>();
privatefinal Map<String, CompletableFuture<Map<String, Object>>> pendingRequests = new ConcurrentHashMap<>();
privatefinal ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
* MCP 客户端构造函数
* @param baseUri MCP 服务器地址
*/
publicMcpClient(String baseUri){
this.baseUri = baseUri;
this.sseEndpoint = baseUri;
this.connect();
this.sendInitialize();
this.sendNotification("notifications/initialized", null);
}
}
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MCP Server长这样子:
MCP Host上注册好MCP Server以后,我们这个智能体应用就可以调用MCP Server了。
Q:那这个协议和Type-C接口、统一function call有什么关系呢?
A:当所有的Agent/AI客户端集成了 MCP Client ,并且通过MCP协议去实现调用 MCP Server 提供的工具,从Agent开发的角度来说,MCP就变成了一个Agent进行function call的协议了,如果大家都按MCP的方式去给Agent添加工具,不就是统一了function call吗?所以如果把Agent比作手机,接口比作充电线,那 MCP Server 牌充电线不就是Type-C接口类型的充电线了吗?
MCP解决的核心问题
1. 让模型调用接口更简单,把接口上下文一键喂给LLM
有了统一协议,IDEA LAB、通义千问等平台的AI客户端(MCP Host)内置 MCP Client ,按协议通信。我们只需把自己的接口封装成 MCP Server ,接入平台即可;选工具、拼参数、调接口、解析结果等链路由平台自动完成。
2. 实现了Agent开发与工具开发的解耦,类似于前后端解耦的意义
所有平台支持MCP协议后,工具按 MCP Server 标准发布,Agent即可直接调用,无需再关心"选-拼-调-解"全流程,真正做到工具开发与Agent开发分离。
二、MCP技术原理深度解析
1. SSE(Server-Sent Events):MCP Client和MCP Server之间的数据传输方式
SSE全称Server-Sent Events,是一种基于HTTP协议实现的Web技术,专门用于服务器向客户端实时推送数据。它通过建立持久的HTTP连接,让客户端监听事件流,从而实时接收服务器推送的数据。
那么sse是如何做到实时推送的呢?
其实,SSE采用了一种巧妙的变通方法:虽然底层仍然是请求-响应模式,但响应的不是一个简单的数据包,而是一个持续不断的流信息(stream)。这就像是一次耗时很长的下载过程,让数据源源不断地流向客户端。正因为SSE基于HTTP实现,所以浏览器天然支持这一技术,无需额外配置。
【一句话结论】
在 MCP 体系里,SSE 就是"用一次超长时间的 HTTP 下载"来伪装成服务器主动推送;规范极简(4 个固定字段),浏览器原生支持,Spring 既可用同步阻塞的 SseEmitter ,也可用响应式的 Flux<ServerSentEvent> 实现。
一、SSE在MCP中的定位
1. 定位:实现MCP Server → MCP Client 的单向实时数据流,解决「怎么传」 2. 本质:
- 长连接 + text/event-stream 响应,把"请求-响应"拉成"长时间下载"。
二、协议格式(只需记 4 个字段)
Header
Content-Type: text/event-stream
Cache-Control: no-cache
Connection: keep-alive
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Body
服务器发送给浏览器的body必须按上述k-v格式符合,其中field的类型是固定的四种字段:
- data 实际负载
- id 事件序号,断线续传用
- event 事件类型,前端 addEventListener('event名')
- retry 断线重连间隔(ms)
MCP 实战示例
MCP Server返回给MCP Client的SSE数据包如下:
event: endpoint
data: /message?sessionId=fc92c0fc-6222-466c-b353-bdc4931980a6
event: message
data: {"jsonrpc":"2.0","id":"0","result":{"capabilities":{"tools":{"listChanged":true}}, "serverInfo":{"name":"SpringBoot MCP Server","version":"1.0.0"},"protocolVersion":"2024-11-05"}}
event: message
data: {"jsonrpc":"2.0","id":"1","result":{"tools":[{"inputSchema":{"type":"object","properties": {"name":{"description":"Name to greet (optional)","type":"string"}}},"name":"hello_world","description":"Returns a Hello World message"}, {"inputSchema":{"type":"object","properties":{}},"name":"get_time","description":"Returns current server time"}, {"de-snippet__string">"inputSchema":type":"object","properties":{"message":{"description":"Message to echo back","type":"string"}}}, "name":"echo","description":"Echoes back the provided message"}]}}
event: message
data: {"jsonrpc":"2.0","id":"2","result":{"content":[{"text":"Hello, 宸游!","type":"text"}]}}
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三、实现路线对比
四、代码级 Demo
Java实现SSE方式一:Spring MVC(阻塞式)
通过返回一个 SseEmitter 对象作为事件发射器给到前端,然后我们在后端调用 emitter.send() 方法发送的数据会被封装为SSE事件流的形式,前端可以通过监听该事件流来进行数据更新。
@GetMapping(value="/stock-price", produces=TEXT_EVENT_STREAM_VALUE)
public SseEmitter stream(){
SseEmitter e = new SseEmitter();
new Thread(() -> {
while(true){
e.send(SseEmitter.event().data(price));
sleep(1000);
}
}).start();
return e;
}
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前端
在js中通过 new EventSource 建立一个EventSource对象,它会与"/stock-price"这个路径建立sse长连接,并监听事件。当后端发送event事件以后,会触发 eventSource.onmessage 这个回调函数,将数据写入到页面中。
const es = new EventSource("/stock-price");
es.onmessage = e => document.body.innerText = e.data;
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Java实现SSE方式二:Spring WebFlux(响应式)
返回publisher给到前端进行订阅,然后我们在后端通过 Sinks.Many<ServerSentEvent<?>> 这个类的 tryEmitNext 方法来手动发送事件给到前端,前端可以通过监听该事件流来进行数据更新。
@GetMapping("/stream-sse")
public Flux<ServerSentEvent<String>> stream() {
return Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))
.map(i -> ServerSentEvent.builder()
.id(i.toString())
.event("tick")
.data("now=" + LocalTime.now())
.build());
}
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前端同上。
2. JSON-RPC 2.0:MCP Client和MCP Server之间的传输的内容格式
JSON-RPC 2.0 是一种无状态、轻量级的远程过程调用(RPC)协议,定义了MCP Client和MCP Server之间进行通信的格式。JSON-RPC 2.0协议定义了请求和响应的格式,以及错误处理机制。
【一句话结论】
在 MCP 里,Client与 Server永远只交换一条"四字段" JSON-RPC 2.0 消息:版本 jsonrpc 、方法 method 、编号 id 、载荷 params/result|error
一、JSON-RPC 2.0 在 MCP 中的定位
1. 定位:定义MCP Server和MCP Client之间的统一的无状态消息格式,解决「说什么」 2. 本质:通过无状态、轻量级的四字段 JSON 契约,实现两端零差异解析。
二、消息骨架(记住 4 个固定键)
三、完整范式
1. 请求
{ "jsonrpc": "2.0", "method": "...", "params": {...}, "id": <unique> }
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2. 响应
{ "jsonrpc": "2.0", "id": <same>, "result": {...} }
{ "jsonrpc": "2.0", "id": <same>, "error": {code, message, data?} }
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四、MCP 实战示例:initialize请求
客户端 → 服务器
{
"jsonrpc": "2.0",
"method": "initialize",
"params": {
"protocolVersion": "2024-11-05",
"capabilities": {
"sampling": {},
"roots": { "listChanged": true }
},
"clientInfo": { "name": "mcp-inspector", "version": "0.9.0" }
},
"id": 0
}
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服务器回同样 id 的响应,宣告双方能力,即可进入正式会话。
3. MCP协议:MCP Client和MCP Server之间的通信(调用)协议
MCP本质上是MCP Client和MCP Server之间的通信协议,那么这个MCP协议具体定义了写什么内容呢?
1. 定义了MCP Server和MCP Client之间的连接建立过程; 2. 定义了MCP Client和MCP Server之间如何进行信息(上下文)交换; 3. 定义了MCP Client和MCP Server之间如何连接关闭过程;
【一句话结论】
MCP 协议就是"客户端先拉一条 SSE 长连接收通知,再用普通 HTTP POST 发请求到服务端;Client和Server之间必须先发 initialize 打招呼,才能调工具,最后Client关 SSE 就通信结束了"。
一、协议定位 & 本质
定位: 在 SSE + JSON-RPC 2.0 之上,定义 两通道、四步骤、全生命周期 的MCP Server与 MCP Client 通信协议
本质: 把"怎么连、怎么握手、怎么调工具、怎么结束"写死成固定流程,MCP Host只需照表填空,就可以实现LLM获取MCP Server提供的上下文。
二、MCP Server 和 MCP Client 之间的通信"两通道"
服务器启动时必须同时暴露这两个端点,缺一不可。
三、MCP Server 和 MCP Client 之间的通信"四步骤"
1. 连 客户端 发送 GET /sse 请求,建立sse长连接 ,用于后续服务端推送数据给客户端 ;
2. 取 服务器回 event: endpoint 的消息,给出后续客户端发送信息给服务端的POST 端点 URI ;
3. 握 客户端向该 URI 发两包 JSON-RPC;
- initialize 请求 → 服务器返回 capabilities;
- notifications/initialized 通知 → 握手完成 ;
4. 用 正常会话;
- tools/list (可选)拉可用工具;
- tools/call 调用具体工具;
- 服务器随时在 SSE 流里推送状态更新 ;
5. 断 任一端关闭 SSE,会话结束。
四、MCP Server 和 MCP Client 之间的通信"生命周期"
三、自己动手实现一个MCP Server
Talk is cheap, show me the code。当我们尝试实现一个MCP Server时,我们就会对MCP彻底搞懂,而不是仅仅一个写在纸上的协议了。那么怎么实现一个MCP Server呢?
任何语言/框架实现 MCP Server 时只要:
1. 开一个 SSE 端点;
2. 开一个可接收 POST 的 URI;
3. 实现通信"四步骤"所需要的接口,即可开发出一个MCP Server。
下面我们将通过具体的代码示例来实现一个简单的MCP Server:
1. 项目准备和依赖
- 技术栈 :Spring Boot + WebFlux + Jackson
- 测试工具 :MCP Inspector
- 项目结构
springboot-mcp-server/
├── pom.xml
├── src/
│ ├── main/
│ │ ├── java/
│ │ │ └── com/
│ │ │ └── example/
│ │ │ ├── HelloWorldApplication.java
│ │ │ ├── config/
│ │ │ │ └── McpConfig.java
│ │ │ └── mcp/
│ │ │ ├── protocol/
│ │ │ │ ├── McpRequest.java
│ │ │ │ └── McpResponse.java
│ │ │ ├── transport/
│ │ │ │ └── SseTransport.java
│ │ │ ├── server/
│ │ │ │ └── McpServerHandler.java
│ │ │ └── tools/
│ │ │ └── McpToolRegistry.java
│ │ └── resources/
│ │ ├── application.properties
│ │ └── static/
│ │ └── mcp-test.html
│ └── test/
│ └── java/
│ └── com/
│ └── example/
│ └── HelloWorldApplicationTests.java
└── README.md
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2. 实现核心组件:两通道的构建(SseTransport)
SSE端点实现: GET / sse
创建SSE长连接端点,用于服务器向客户端推送数据:
* 标准 MCP SSE 端点 - 符合 MCP 协议规范
* 客户端连接此端点接收服务器消息
*/
@GetMapping(value = "/sse", produces = MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE)
public Flux<ServerSentEvent<String>> sseEndpoint(@RequestParam(required = false) String clientId,
ServerHttpRequest request) {
String origin = request.getHeaders().getFirst("Origin");
if (origin != null && !isValidOrigin(origin)) {
System.err.println("Invalid origin rejected: " + origin);
return Flux.error(new SecurityException("Invalid origin"));
}
String sessionId = clientId != null ? clientId : "client-" + System.currentTimeMillis();
Sinks.Many<ServerSentEvent<String>> sink = Sinks.many().multicast().onBackpressureBuffer();
clientSinks.put(sessionId, sink);
System.out.println("MCP SSE client connected: " + sessionId + " from origin: " + origin);
Flux<ServerSentEvent<String>> heartbeat = Flux.interval(Duration.ofSeconds(30))
.map(tick -> ServerSentEvent.<String>builder()
.event("ping")
.data("{\"type\":\"ping\"}")
.build());
return Flux.merge(
sink.asFlux(),
heartbeat
)
.doOnSubscribe(subscription -> {
try {
String endpointUri = getBaseUrl(request) + "/message/" + sessionId;
ServerSentEvent<String> endpointEvent = ServerSentEvent.<String>builder()
.event("endpoint")
.data(endpointUri)
.build();
sink.tryEmitNext(endpointEvent);
System.out.println("Sent endpoint event to client: " + sessionId + " with URI: " + endpointUri);
} catch (Exception e) {
System.err.println("Error sending endpoint event: " + e.getMessage());
}
})
.doOnCancel(() -> {
System.out.println("MCP SSE client disconnected: " + sessionId);
clientSinks.remove(sessionId);
sink.tryEmitComplete();
})
.doOnError(error -> {
System.err.println("MCP SSE error for client " + sessionId + ": " + error.getMessage());
clientSinks.remove(sessionId);
})
.onErrorResume(error -> {
System.err.println("SSE stream error, attempting to recover: " + error.getMessage());
return Flux.empty();
});
}
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HTTP POST端点实现: POST / message/{sessionId}
创建处理客户端请求的端点
* 处理客户端发送的 MCP 请求 - 支持会话特定端点
* 客户端通过 POST 请求发送 MCP 消息到指定的端点
*/
@PostMapping(value = "/message/{sessionId}", consumes = MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)
public Mono<Void> handleSessionMessage(@PathVariable String sessionId,
@RequestBody String messageJson,
ServerHttpRequest request) {
return handleMessageInternal(sessionId, messageJson, request);
}
private Mono<Void> handleMessageInternal(String sessionId, String messageJson, ServerHttpRequest request){
return Mono.fromRunnable(() -> {
try {
String origin = request.getHeaders().getFirst("Origin");
if (origin != null && !isValidOrigin(origin)) {
System.err.println("Invalid origin rejected for message: " + origin);
return;
}
McpRequest mcpRequest = objectMapper.readValue(messageJson, McpRequest.class);
System.out.println("Received MCP request: " + mcpRequest.getMethod() +
" (id: " + mcpRequest.getId() + ") from session: " + sessionId);
McpResponse response = serverHandler.handleRequest(mcpRequest);
if (response != null) {
sendMessageToClient(sessionId, response);
}
} catch (Exception e) {
System.err.println("Error processing MCP message: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
try {
McpRequest mcpReq = objectMapper.readValue(messageJson, McpRequest.class);
McpResponse errorResponse = new McpResponse();
errorResponse.setId(mcpReq.getId());
errorResponse.setError(new McpResponse.McpError(-32603, "Internal error: " + e.getMessage()));
sendMessageToClient(sessionId, errorResponse);
} catch (Exception ex) {
System.err.println("Error sending error response: " + ex.getMessage());
}
}
});
}
* 向指定客户端发送 MCP 消息
*/
publicvoidsendMessageToClient(String sessionId, Object message){
Sinks.Many<ServerSentEvent<String>> sink = clientSinks.get(sessionId);
if (sink != null) {
try {
String jsonData = objectMapper.writeValueAsString(message);
ServerSentEvent<String> event = ServerSentEvent.<String>builder()
.event("message")
.data(jsonData)
.build();
sink.tryEmitNext(event);
System.out.println("Sent MCP message to client: " + sessionId);
} catch (Exception e) {
System.err.println("Error sending message to client " + sessionId + ": " + e.getMessage());
}
} else {
System.err.println("No active connection found for session: " + sessionId);
}
}
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3. 实现通信"四步骤"所需要的接口
(McpServerHandler)
呼应前面讲到的MCP"四步骤"生命周期:
步骤一:建立连接(连)
- 客户端通过GET请求建立SSE连接
- 服务器准备并维护连接状态
步骤二:获取端点信息(取)
- 服务器通过SSE流发送 event: endpoint 事件
- 提供客户端后续通信所需的POST URI
步骤三:初始化握手(握)
- 处理客户端的 initialize 请求
- 返回服务器能力信息
- 处理 notifications/initialized 通知
步骤四:工具调用(用)
- 实现 tools/list 接口,返回可用工具列表
- 实现 t ools/call 接口,处理具体工具调用请求
在 McpServerHandler 中,处理请求的方法 handleRequest() ,实现了步骤三和步骤四所需要的接口和逻辑。
public McpResponse handleRequest(McpRequest request){
String method = request.getMethod();
String id = request.getId();
Map<String, Object> params = request.getParams();
try {
switch (method) {
case"initialize":
return handleInitialize(id, params);
case"tools/list":
return handleListTools(id);
case"tools/call":
return handleCallTool(id, params);
case"notifications/initialized":
this.initialized = true;
System.out.println("Client initialization completed");
return null;
default:
McpResponse errorResponse = new McpResponse();
errorResponse.setId(id);
errorResponse.setError(new McpResponse.McpError(-32601, "Method not found: " + method));
return errorResponse;
}
} catch (Exception e) {
System.err.println("Error handling request " + method + ": " + e.getMessage());
McpResponse errorResponse = new McpResponse();
errorResponse.setId(id);
errorResponse.setError(new McpResponse.McpError(-32603, "Internal error: " + e.getMessage()));
return errorResponse;
}
}
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4. 📋 测试步骤
使用 MCP Inspector
1. 启动服务器: mvn spring-boot:run 2. 打开 MCP Inspector v0.9.0 3. 选择 "SSE Transport" 4. 输入 URL: http://localhost:8080/sse 5. 点击 "Connect" 6. 执行标准 MCP 流程:
- Initialize
- List Tools
- Call Tools
📌 MCP Inspector只需要安装好node.js环境以后直接运行命令: npx "@modelcontextprotocol/inspector@0.9" 即可
使用内置测试客户端
1. 访问: http://localhost:8080/mcp-test.html 2. 点击 "Connect to MCP Server" 3. 按顺序执行:
- Initialize
- List Tools
- Call Hello World
- Get Time
- Echo Message
5. 总结
通过以上代码实现,我们就完成了一个基本的MCP Server,它能够:
1. 通过SSE端点建立连接并发送endpoint事件;
2. 通过POST端点处理initialize、tools/list、tools/call等请求;
3. 提供具体的工具实现供客户端调用;
这与我们前面介绍的MCP协议的"两通道"和"四步骤"完全对应,帮助我们深入理解MCP的工作原理。
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