MCP (Model Context Protocol) 技术理解 - 第三篇

引言

在第二篇文章中，我们讲了MCP的通信协议和数据传输。

那么在第三篇文章中，我们就来讲讲服务端的核心原语，MCP 原语是 MCP 中最重要的概念。它们定义了客户端和服务器之间可以相互提供哪些信息。这些原语明确规定了可以与 AI 应用共享的上下文信息类型以及可以执行的操作范围。这和我们之前提到的核心能力息息相关，所以看懂这一篇非常重要，让我们接下来一起看看吧。

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MCP (Model Context Protocol) 技术理解 - 第一篇

MCP (Model Context Protocol) 技术理解 - 第二篇

服务端的三个核心原语

MCP 定义了服务器可以公开的三个核心原语：

• Tools：AI应用可以调用用来执行操作的可执行函数（例如，文件操作、API 调用、数据库查询）
• Resources：为AI应用提供上下文信息的数据源（例如，文件内容、数据库记录、API 响应）
• Prompts：可重用的模板，有助于构建与LLM的交互（例如，系统提示、少样本示例）

接下来我们来各自详细地介绍三种核心原语：

Tools

Tools是定义在模式中的接口，LLM可以调用这些接口。MCP 使用 JSON Schema 进行验证。每个Tool都执行单一操作，并具有明确定义的输入和输出。工具可能需要在执行前获得用户许可，这有助于确保用户对模型执行的操作保持控制

我们其实在前面已经说的很明白了，LLM可以通过Tools接口来替我们执行操作，而不止于仅仅给我们回复该怎么做。但是要注意的是我们实现Tools接口应该要保持单一职责原则，即一个Tool就保证它自己的功能，不要混杂着其他操作在其中。

下面是官方给的Tool的方法：

那么该如何定义一个Tool呢？下面是一个示例：

{
  name: "searchFlights",
  description: "Search for available flights",
  inputSchema: {
    type: "object",
    properties: {
      origin: { type: "string", description: "Departure city" },
      destination: { type: "string", description: "Arrival city" },
      date: { type: "string", format: "date", description: "Travel date" }
    },
    required: ["origin", "destination", "date"]
  }
}

来个示例吧，假如我们想搜索某地到某地的对应日期的所有航班，我们的该如何调用，下面是例子: 查询多家航空公司并返回结构化的航班选项

searchFlights(origin: "NYC", destination: "Barcelona", date: "2024-06-15")

工具由模型控制，这意味着模型可以自动发现并调用它们。但是要注意的是，调用工具是一个很敏感的操作，我们对敏感操作要保证人为监督。

为了确保信任和安全，应用程序可以通过各种机制实现用户控制，例如：

• 在用户界面中显示可用工具，使用户能够定义在特定交互中是否应显示某个工具。
• 针对单个工具执行的审批对话框
• 用于预先批准某些安全操作的权限设置。
• 活动日志显示所有工具执行及其结果

通过权限校验和安全性确认，我们就可以保证某些敏感的Tool calling不会被滥用。

Resources

Resources提供结构化的信息访问，人工智能应用程序可以检索这些信息并将其作为上下文提供给模型。

那么Resources是如何运作的？ Resources可以从文件、API、数据库或AI理解上下文所需的任何其他来源获取数据。应用程序可以直接访问这些信息，并决定如何使用它们——无论是选择相关部分、使用embedding进行搜索，还是将所有信息传递给模型。

MCP是如何“发现”Resources的？

Resources支持两种发现模式：

• 直接资源- 指向特定数据的固定 URI。例如：calendar://events/2024- 返回 2024 年的日历可用性

• 资源模板——带有参数的动态 URI，可实现灵活的查询。示例：

  • travel://activities/{city}/{category}- 按城市和类别返回活动
  • travel://activities/barcelona/museums- 返回巴塞罗那所有博物馆

值得注意的是，每个 resource 有唯一的 URI 标识，支持文本和二进制内容，这里很重要

那么Resources有什么方法？

不好懂？我们来看个例子缓解一下:)

以旅行规划为例，资源为AI应用程序提供相关信息的访问权限：

• 日历数据（calendar://events/2024）- 检查用户日程以保证可行性
• 旅行证件（）- 获取重要文件
• 以往行程（trips://history/barcelona-2023） - 参考过去的旅行和偏好

AI 应用会检索这些资源并决定如何处理它们，无论是使用embedding或关键词搜索选择数据子集，还是将原始数据直接传递给模型。在这种情况下，它向模型提供日历数据、天气信息和旅行偏好，使模型能够检查可用性、查找天气模式并参考过去的旅行偏好。

资源模板示例：

{
  "uriTemplate": "weather://forecast/{city}/{date}",
  "name": "weather-forecast",
  "title": "Weather Forecast",
  "description": "Get weather forecast for any city and date",
  "mimeType": "application/json"
}

{
  "uriTemplate": "travel://flights/{origin}/{destination}",
  "name": "flight-search",
  "title": "Flight Search",
  "description": "Search available flights between cities",
  "mimeType": "application/json"
}

这些模板支持灵活的查询方式。例如，用户可以查询任意城市/日期组合的天气预报。对于航班查询，用户可以搜索任意两个机场之间的航线。当用户输入“NYC”作为机场，origin并尝试输入“Bar”作为destination机场时，系统可以建议“巴塞罗那 (BCN)”或“巴巴多斯 (BGI)”

Prompts

Prompts提供可重用的模板。它们允许 MCP 服务器作者为域提供参数化提示符，或展示如何最佳地使用 MCP 服务器。

那么Prompts是如何运作的？Prompts是结构化的模板，用于定义预期输入和交互模式。它们由用户控制，需要显式调用而非自动触发。Prompts可以感知上下文，引用可用Resource和Tools来创建全面的工作流程。与Resources类似，Prompts支持参数补全，帮助用户发现有效的参数值。

那么Prompts到底有什么用呢？简单来说，prompt是一个预定义的、可重用的提示词模板，能够帮助用户快速调用常见的 AI 交互模式，也就是为常见任务提供结构化模板。

这里的关键词是“常见任务”，“结构化模板”。

听不懂？来个例子吧，我们还是以假期规划为例子

我们可以为”计划一次假期“编写以下的prompts

{
  "name": "plan-vacation",
  "title": "Plan a vacation",
  "description": "Guide through vacation planning process",
  "arguments": [
    { "name": "destination", "type": "string", "required": true },
    { "name": "duration", "type": "number", "description": "days" },
    { "name": "budget", "type": "number", "required": false },
    { "name": "interests", "type": "array", "items": { "type": "string" } }
  ]
}

难道我们不支持非结构化的输入输出吗？系统并非不接受非结构化的自然语言输入，而是支持：

1. 选择“计划假期”模板
2. 结构化输入：巴塞罗那，7 天，3000 美元，[“海滩”、“建筑”、“美食”]
3. 基于模板的一致工作流程执行

prompts由用户控制，需要显式调用。该协议赋予实现者自由，使其能够设计出与应用程序环境相协调的自然界面。其关键原则包括：

• 轻松发现可用prompts
• 对每个prompts的功能进行清晰描述
• 自然参数输入及验证
• 透明显示prompts的底层模板

应用程序通常通过各种用户界面模式显示prompts信息，例如：

• 斜杠命令（输入“/”可查看可用提示，例如 /plan-vacation）
• 用于可搜索访问的命令面板
• 常用提示的专用用户界面按钮
• 上下文菜单提供相关提示

以notion为例子，这些都是你能直接使用的prompts模板

小结

这一篇我们讲了服务器的三个核心原语，每一个都在MCP里面发挥至关重要的作用，理解这一块非常重要！下一篇我们讲客户端的核心原语。