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大模型應用開發新范式:深入解讀MCP協議設計思想 原創

發布于 2025-5-6 06:45
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MCP能解決什么問題

我們之前開發LLM應用的時候,這個應用不僅基于已有的知識庫對話,還和外部連接訪問數據和使用工具:

  1. 訪問 google 進行內容檢索
  2. 訪問 youtube 進行視頻檢索
  3. 調用公司內部的CRM接口

我們在LLM應用內部做了很多的粘合工作,在之后如果我們要新開一個LLM應用,如果還需要使用這些工具怎么辦呢?我們可以引入一個中間層,把這些能力放在中間層中,LLM 應用只負責和中間層打交道。這其實就是MCP做的事,MCP可以用來簡化LLM應用和這些外部資源工具的集成。

MCP 有哪些優勢

MCP的核心就是標準化和統一操作,其實這也是軟件開發中一種常見的范式,比如有些廠商提供了統一的API網關,可以訪問不同大模型廠家的模型。MCP的出現隔離了開發者的關注點,LLM應用專注于應用開發,MCP Server 關注于工具能力的開發,如果某個外部資源的接口發生變化,那么也只需要修改對應的MCP Server, 作為使用方的其他LLM應用是不需要修改的。具體意義體現在以下幾個方面:

  • 簡化了LLM應用的開發,LLM 應用只需要選擇對應的MCP Server即可
  • AI能力共享:MCP Server的出現,使得新的LLM應用可以快速獲得很多能力,形成了一種全新的合作體系

基于MCP的架構

大模型應用開發新范式:深入解讀MCP協議設計思想-AI.x社區

MCP Server

MCP Server 并非是傳統意義上的那種server,其實叫組件更合適。它可以和LLM應用部署在同一個服務器上,也可以遠程部署。

怎么獲取MCP Server

  1. 下載別人寫好的MCP Server, 這種在github上一搜一大堆,比如下面這個地址https://github.com/punkpeye/awesome-mcp-servers
  2. 自己使用MCP 的包自己開發,后面我們自己開發一個

MCP Server 需要提供什么

  1. Tools: 這個MCP Server 有哪些工具,MCP Client 獲取Server對應的Tools 之后才知道用戶的什么請求可以使用什么Tool
  2. Resources: 提供結構化數據(如知識庫、產品目錄、術語表),補充LLM的靜態知識或實時數據
  3. prompts: 提供給LLM應用的一些Prompt模板。比如你的應用是一個Chatbot,可以從MCP Server中取出這些模板,讓使用者選擇使用

MCP Server如何啟動

  • 不同的 MCP Server 有不同的啟動命令,參考對應的說明即可,可能有的還需要安裝Server啟動所需要的依賴
  • 一般MCP Server 啟動之后就是本地的一個獨立的進程了

MCP Client

MCP Client 是LLM 應用使用MCP的包創建的一個session會話,可以類比成數據庫的一個connection連接。通過這個會話,可以調用MCP Server,比如查詢Server支持哪些tools之類的。

Client & Server怎么通信

  • 如果 Server 部署在遠端,那么通過網絡協議進行通信
  • 如果 Server 部署在本地,那就是一個獨立的進程,linux 進程間的通信可以通過管道,client 和 server的通信就是通過stdio交互數據。例如一個進程可以把另一個進程的??stdout?? 讀入作為它的??stdin??,這樣就能獲取到第二個進程的輸出數據

實操演示

先來個簡單的demo:

from mcp.server import FastMCP

# 初始化 MCP 服務器,名稱用于客戶端識別
mcp = FastMCP("my-server")

# 注冊工具:同步函數示例(加法器)
@mcp.tool()
def add(a: int, b: int) -> int:
    """計算兩個數的和"""
    return a + b

# 注冊工具:異步函數示例(模擬API請求)
@mcp.tool()
asyncdef fetch_data(url: str) -> str:
    """從URL獲取數據"""
    import httpx
    asyncwith httpx.AsyncClient() as client:
        response = await client.get(url)
        return response.text

if __name__ == "__main__":
    mcp.run(transport="stdio")  # 使用標準輸入輸出通信
  • ??@mcp.tool()?? 裝飾器暴露函數為 MCP 工具。
  • 支持同步和異步函數(如??async/await??)。
  • 函數注釋(??"""..."""??)會被 AI 客戶端解析,幫助模型理解工具用途

我們也可以把這個server當做遠程部署來啟動:

mcp run server.py --transport=sse

接下來我們創建一個MCP Client:

from mcp.client.stdio import stdio_client
from mcp import ClientSession, StdioServerParameters, types
import asyncio

# Client會使用這里的配置來啟動本地MCP Server
server_params = StdioServerParameters(
    command="python3",
    args=["./mcp_server.py"],
    env=None
)


asyncdef main():
    asyncwith stdio_client(server_params) as (read, write):
        asyncwith ClientSession(
                read, write, sampling_callback=None
        ) as session:
            await session.initialize()
            print(await session.list_tools())
            print('\n正在調用工具...')
            result = await session.call_tool("add", {"a": 1, "b": 2})
            print(result.content)
   time.sleep(60)

asyncio.run(main())

最終返回的結果如下:

大模型應用開發新范式:深入解讀MCP協議設計思想-AI.x社區

我們會發現mcp_server 作為mcp_client的一個子進程在運行

大模型應用開發新范式:深入解讀MCP協議設計思想-AI.x社區


高級用法

??resources??? 和 ??prompt?? 是兩類強大的擴展功能,分別用于動態數據共享引導AI模型行為

Resources

Resources 允許在工具之間共享狀態或數據(如數據庫連接、API密鑰),無需全局變量。特點

  • 生命周期由 MCP 管理(如懶加載、自動清理)
  • 支持依賴注入(工具可聲明需要某資源)

import sqlite3
from contextlib import contextmanager

@mcp.resource()
@contextmanager
def db_connection():
    """數據庫連接資源(自動關閉)"""
    conn = sqlite3.connect("data.db")
    try:
        yield conn
    finally:
        conn.close()

@mcp.tool()
def query_users(query: str, conn: sqlite3.Connection = mcp.depends(db_connection)) -> list:
    """執行SQL查詢"""
    return conn.execute(query).fetchall()

Prompt

??Prompt?? 功能用于 動態控制 AI 模型的行為,通過修改模型的上下文提示詞(System Prompt)或提供示例(Few-shot Examples),可以顯著改變模型的輸出風格和邏輯。

from fastmcp import FastMCP
import openai  # 官方OpenAI庫

mcp = FastMCP("openai-integration")

# 配置OpenAI API密鑰(實際應從環境變量讀取)
openai.api_key = "sk-your-api-key"

@mcp.prompt()
def role_based_prompt(role: str):
    """動態Prompt:根據角色設定AI行為"""
    role_profiles = {
        "teacher": "你是一個嚴謹的數學老師,必須逐步解釋推導過程",
        "joker": "用幽默的段子和網絡流行語回答問題",
        "coder": "僅返回代碼,不要任何解釋"
    }
    return {"system": role_profiles.get(role, "默認助手模式")}

# 給工具綁定prompt
@mcp.tool(prompt=role_based_prompt)
def ask_question(question: str, role: str = "teacher") -> str:
    """實際調用OpenAI生成回答(非模擬)"""
    response = openai.ChatCompletion.create(
        model="gpt-3.5-turbo",
        messages=[
            {"role": "system", "content": role_based_prompt(role)["system"]},
            {"role": "user", "content": question}
        ],
        temperature=0.7if role == "joker"else0.3# 幽默模式需要更高隨機性
    )
    return response.choices[0].message["content"]  # 返回AI生成的文本

if __name__ == "__main__":
    mcp.run(transport="http", port=8000)  # 啟動HTTP服務

總結

本文闡述的MCP框架知識體系為后續開發復雜智能Agent奠定了理論基礎。在實際應用開發環節,我們將基于MCP架構設計并實現功能強大的LLM應用解決方案。

參考資料:


本文轉載自公眾號AI 博物院 作者:longyunfeigu

原文鏈接:??https://mp.weixin.qq.com/s/rvZ7uDojJDxX6x3ZmQivLQ??


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