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基于 MCP 的 AI Agent 应用开发实践

发布于:  at  16:00

副标题:“MCP 带来了应用与工具分层研发的新范式”

前言:最近大家都在聊 MCP,发现有个最重要的点被忽略了 『通过标准化协议,将工具提供方与应用研发者解耦』 ,这一点带来的将是 AI Agent 应用研发范式的转移(类似 Web 应用研发的前后端分离)。

本文以开发 Agent TARS 应用为例,尽可能详细地介绍 MCP 在『开发范式』、『工具生态扩展』上起到的作用。

名词解释

名词解释
AI Agent在 LLM 语境下,AI Agent 是某种能自主理解意图、规划决策、执行复杂任务的智能体。Agent 并非 ChatGPT 升级版,它不仅告诉你“如何做”,更会帮你去做。如果 Copilot 是副驾驶,那么 Agent 就是主驾驶。类似人类“做事情”的过程,Agent 的核心功能,可以归纳为三个步骤的循环:感知(Perception)、规划(Planning)和行动(Action)。
CopilotCopilot 是指一种基于人工智能的辅助工具,通常与特定的软件或应用程序集成,旨在帮助用户提高工作效率。Copilot 系统通过分析用户的行为、输入、数据和历史记录,提供实时建议、自动化任务或增强功能,帮助用户做出决策或简化操作。
MCPModel Context Protocol(模型上下文协议)是一个开放协议,它规范了应用程序如何为 LLMs 提供上下文。可以将 MCP 想象为 AI 应用的 USB-C 端口。就像 USB-C 提供了一种标准方式,让你的设备连接到各种外设和配件,MCP 也提供了一种标准方式,让你的 AI 模型连接到不同的数据源和工具。
Agent TARS一个开源的多模态人工智能代理,提供与各种真实世界工具的无缝集成。
RESTful APIRESTful 是一种软件架构风格、设计风格,而不是标准,只是提供了一组设计原则和约束条件。它主要用于客户端和服务器交互类的软件。

背景

AI 从最初只能对话的 Chatbot,辅助人类决策的 Copilot,再到能自主感知和行动的 Agent,AI 在任务中的参与度不断提升。这要求 AI 拥有更丰富的任务上下文 (Context),并拥有执行行动所需的工具集 (Tools)

痛点

缺少标准化的上下文和工具集导致开发者的三大痛点:

  1. 开发耦合度高:工具开发者需要深入了解 Agent 的内部实现细节,并在 Agent 层编写工具代码。这导致在工具的开发与调试困难。

  2. 工具复用性差:因每个工具实现都耦合在 Agent 应用代码内,即使是通过 API 实现适配层在给到 LLM 的出入参上也有区别。从编程语言角度来讲,没办法做到跨编程语言进行复用。

  3. 生态碎片化:工具提供方能提供的只有 OpenAPI,由于缺乏标准使得不同 Agent 生态中的工具 Tool 互不兼容。

没有 MCP 时的 Function Call

目标

“All problems in computer science can be solved by another level of indirection” — Butler Lampson 在计算机科学中,任何问题都可以通过一个抽象层解决。

将工具从 Agent 层解耦出来,单独变成一层 MCP Server 层,并对开发、调用进行标准化。 MCP Server 为上层 Agent 提供上下文、工具的标准化调用方式。

演示

从 3 个例子中看 MCP 在 AI Agent 应用中发挥的作用:

指令回放使用的 MCP Servers备注
从技术面分析下股票,然后以市价买入 3 股股票Replay 券商 MCP文件系统 MCP不构成投资建议,使用的是券商模拟账户下单。
我的机器中的 CPU、内存和网络速度分别是多少?Replay 命令行 MCP代码执行 MCP
在 ProductHunt 上找到点赞数最高的前5款产品Replay 浏览器操作 MCP

目前未开放 MCP 自定义入口,以上三方的 MCP Server 为测试时手动挂载。 更多:https://agent-tars.com/showcase

介绍

什么是 MCP?

Model Context Protocol(模型上下文协议)是 Anthropic 在推出的用于 LLM 应用和外部数据源(Resources)或工具(Tools)通信的标准协议,遵循 JSON-RPC 2.0 的基础消息格式。 可以把 MCP 想象成 AI 应用程序的 USB-C 接口规范了应用程序如何为 LLMs 提供上下文

架构图如下:


流程图

一句话解释就是 MCP 提供给 LLM 所需的上下文:Resources 资源、Prompts 提示词、Tools 工具。

MCP 和 Function Call 区别?

MCPFunction Call
定义模型和其它设备集成的标准接口,包含:工具 Tools、资源 Resources、提示词 Prompts将模型连接到外部数据和系统,平铺式的罗列 Tools 工具。和 MCP Tool 不同的在于:MCP Tool 的函数约定了输入输出的协议规范。
协议JSON-RPC,支持双向通信(但目前使用不多)、可发现性、更新通知能力。JSON-Schema,静态函数调用。
调用方式Stdio / SSE / 同进程调用(见下文)同进程调用 / 编程语言对应的函数
适用场景更适合动态、复杂的交互场景单一特定工具、静态函数执行调用
系统集成难度简单
工程化程度

从前后端分离看 MCP

早期 Web 开发在 JSP、PHP 盛行时,前端交互页面都是耦合在后端逻辑里的,造成开发复杂度高、代码维护困难、前后端协作不便,难以适应现代 Web 应用对用户体验和性能的更高要求。

AJAX、Node.js、RESTful API 推动前后端分离,对应 MCP 也正在实现 AI 开发的“工具分层”:

实践

整体设计

MCP Browser 浏览器工具 开发和接入为例,逐步解析具体实现。 暂时无法在飞书文档外展示此内容 在设计 Browser MCP Server 时,并没有采用官方的 stdio call 方式(即通过 npx 方式跨进程调用)。原因是为了降低使用门槛,避免用户在首次使用时先安装 Npm、Node.js 或 UV,从而影响 Agent 开箱即用的体验(相关 issue#64)。

因此,Agent 工具的设计分为两类:

MCP Server 开发

以 mcp-server-browser 为例,其实就是一个 npm 包,package.json 配置如下:

{
  "name": "mcp-server-browser",
  "version": "0.0.1",
  "type": "module",
  "bin": {
    "mcp-server-browser": "dist/index.cjs"
  },
  "main": "dist/server.cjs",
  "module": "dist/server.js",
  "types": "dist/server.d.ts",
  "files": [
    "dist"
  ],
  "scripts": {
    "build": "rm -rf dist && rslib build && shx chmod +x dist/*.{js,cjs}",
    "dev": "npx -y @modelcontextprotocol/inspector tsx src/index.ts"
  }
}

开发(dev)

实践下来,通过 Inspector 来开发调试 MCP Server 是比较好,Agent 与工具解耦,可以单独调试和开发工具。 直接运行 npm run dev启动一个 Playground,里面包含 MCP Server 可调试的功能(Prompts、Resources、Tools 等)

$ npx -y @modelcontextprotocol/inspector tsx src/index.ts
Starting MCP inspector...
New SSE connection

Spawned stdio transport
Connected MCP client to backing server transport
Created web app transport
Set up MCP proxy

🔍 MCP Inspector is up and running at http://localhost:5173 🚀

注:用 Inspector 调试开发 Server 时,console.log 是无法显示的,这点 debug 确实有点麻烦。

实现(Implement)

启动入口(Entry)

为了内置 MCP Server 可以当 Function call 同进程调用,这里在入口文件 src/server.ts 中导出三个共用方法:

// src/server.ts
export const client: Pick<Client, 'callTool' | 'listTools' | 'close'> = {
  callTool,
  listTools,
  close,
};

同时 Stdio 调用支持,直接在 src/index.ts导入模块即可使用。

#!/usr/bin/env node
// src/index.ts
import { client as mcpBrowserClient } from "./server.js";

const server = new Server(
  {
    name: "example-servers/puppeteer",
    version: "0.1.0",
  },
  {
    capabilities: {
      tools: {},
    },
  }
);
// listTools
server.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, mcpBrowserClient.listTools);
// callTool
server.setRequestHandler(CallToolRequestSchema, async (request) =>
  return await mcpBrowserClient.callTool(request.params);
);

async function runServer() {
  const transport = new StdioServerTransport();
  await server.connect(transport);
}

runServer().catch(console.error);

process.stdin.on("close", () => {
  console.error("Browser MCP Server closed");
  server.close();
});

工具定义(Definition)

MCP 协议要求用 JSON Schema 约束工具的入参、出参,这里实践下来:推荐用 zod 来定义一套 Zod Schema,导出到 MCP 时再将 zod 转成 JSON Schema。

import { z } from 'zod';

const toolsMap = {
  browser_navigate: {
    description: 'Navigate to a URL',
    inputSchema: z.object({
      url: z.string(),
    }),
    handle: async (args) => {
      // Implements
      const clickableElements = ['...']
      return {
        content: [
          {
            type: 'text',
            text: `Navigated to ${args.url}\nclickable elements: ${clickableElements}`,
          },
        ],
        isError: false,
      }
    }
  },
  browser_scroll: {
    name: 'browser_scroll',
    description: 'Scroll the page',
    inputSchema: z.object({
      amount: z
        .number()
        .describe('Pixels to scroll (positive for down, negative for up)'),
    }),
    handle: async (args) => {
      return {
        content: [
          {
            type: 'text',
            text: `Scrolled ${actualScroll} pixels. ${
              isAtBottom
                ? 'Reached the bottom of the page.'
                : 'Did not reach the bottom of the page.'
            }`,
          },
        ],
        isError: false,
      };
    }
  },
  // more
};

const callTool = async ({ name, arguments: toolArgs }) => {
  return handlers[name].handle(toolArgs);
}

技巧 Tips:与 OpenAPI 返回结构化数据不同,MCP 的返回值专为 LLM 模型设计。为了更好地连接模型与工具,返回的文本和工具的描述 description 应更具语义化,从而提升模型的理解能力,提高工具调用的成功率。 例如,browser_scroll(浏览器滚动)在每次执行工具后,应返回页面的滚动状态(如距底部剩余像素、是否已到底等)。这样模型在下次调用工具时即可精准提供合适的参数。

Agent 集成

开发完 MCP Server 后,需要在 Agent 应用中进行集成。原则上,Agent 无需关注 MCP Servers 提供的工具、入参和出参的具体细节。

MCP Servers 配置

在 MCP Servers 配置中分为『内置 Server』和『用户扩展 Server』,内置 Server 通过同进程 Function Call 调用,保证 Agent 应用对小白用户开箱即用,扩展 Server 则提供给高级用户扩展 Agent 上限功能。

{
    // Internal MCP Servers(same-process call)
    fileSystem: {
      name: 'fileSystem',
      localClient: mcpFsClient,
    },
    commands: {
      name: 'commands',
      localClient: mcpCommandClient,
    },
    browser: {
      name: 'browser',
      localClient: mcpBrowserClient,
    },

    // External MCP Servers(remote call)
    fetch: {
      command: 'uvx',
      args: ['mcp-server-fetch'],
    },
    longbridge: {
      command: 'longport-mcp',
      args: [],
      env: {}
    }
}

MCP Client

MCP Client 的核心任务是集成不同调用方式(Stdio / SSE / Function Call)的 MCP Server。Stdio 和 SSE 方式直接复用了 官方示例,这里主要介绍下我们对 Function Call 调用是怎样在 Client 中支持的。

Function Call 调用

export type MCPServer<ServerNames extends string = string> = {
  name: ServerNames;
  status: 'activate' | 'error';
  description?: string;
  env?: Record<string, string>;
+ /** same-process call, same as function call */
+ localClient?: Pick<Client, 'callTool' | 'listTools' | 'close'>;
  /** Stdio server */
  command?: string;
  args?: string[];
};

MCP Client 调用方式如下:

import { client as mcpBrowserClient } from '@agent-infra/mcp-server-browser';

 const client = new MCPClient([
    {
      name: 'browser',
      description: 'web browser tools',
      localClient: mcpBrowserClient,
    }
]);

const mcpTools = await client.listTools();

const response = await openai.chat.completions.create({
  model,
  messages,
  // Different model vendors need to convert to the corresponding tools data format.
  tools: convertToTools(tools),
  tool_choice: 'auto',
});

至此,MCP 的整体流程已全部实现,涵盖了从 Server 配置、Client 集成到与 Agent 的衔接等各个环节。更多 MCP 细节/代码已开源到 Github:Agent 集成mcp-clientmcp-servers

思考

生态

MCP 生态不断发展壮大,越来越多的应用支持 MCP,同时开放平台也提供 MCP Server。同时也有像 CloudflareComposioZapier 使用 SSE 方式将 MCP 进行托管(即接入一个 MCP Endpoint 即接入一批 MCP Servers),通过 Stdio 方式最理想场景是 MCP Servers 和 Agent 系统跑在同一 Docker 容器中。

未来

参考


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