基于 MCP 的 AI Agent 应用开发实践

admin 2025年5月8日14:16:47评论5 views字数 12082阅读40分16秒阅读模式

基于 MCP 的 AI Agent 应用开发实践

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(https://agent-tars.com/) 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

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)。

Copilot:Copilot 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。

MCP:Model 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 API:RESTful 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。
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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。

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演示

从几个例子中看 MCP 在 AI Agent 应用中发挥的作用。

例 1 (不构成投资建议,使用的是券商模拟账户下单)

  • 指令:从技术面分析下股票,然后以市价买入 3 股股票
  • 回放:
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  • 使用的 MCP Servers:
    • 券商 MCP:https://github.com/longportapp/openapi/tree/main/mcp
    • 文件系统 MCP:https://github.com/modelcontextprotocol/servers/tree/main/src/filesystem

例 2

  • 指令:我的机器中的 CPU、内存和网络速度分别是多少?
  • 回放:
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  • 使用的 MCP Servers:
    • 命令行 MCP:https://github.com/g0t4/mcp-server-commands
    • 代码执行 MCP:https://github.com/formulahendry/mcp-server-code-runner

例 3

  • 指令:在 ProductHunt 上找到点赞数最高的前 5 款产品
  • 回放:
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  • 使用的 MCP Servers:
    • 浏览器操作 MCP:https://github.com/bytedance/UI-TARS-desktop/tree/fb2932afbdd54da757b9fae61e888fc8804e648f/packages/agent-infra/mcp-servers/browser

例 4

  • 指令:根据这篇文章,调研下各个 Agent 框架的各维度对比,并生成一个报告 markdown
  • 回放:基于 MCP 的 AI Agent 应用开发实践
  • 使用的 MCP Servers:Link Reader

已支持自定义 MCP Servers !415(https://github.com/bytedance/UI-TARS-desktop/pull/415) !489(https://github.com/bytedance/UI-TARS-desktop/pull/489),可以添加 Stdio、Streamable HTTP、SSE 类型的 MCP Server。

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。

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架构图如下:

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  • MCP Client:通过 MCP 协议与 Servers 通信,并保持 1:1 连接。
  • MCP Servers:上下文提供方,暴露外部数据源(Resources)、工具(Tools)、提示词(Prompts)等由 Client 进行调用。
  • 语言支持层面:TypeScript 和 Python、Java、Kotlin、C#。

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。

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MCP 和 Function Call 区别?

MCP
Function Call
定义
模型和其他设备集成的标准接口,包含:
  • 工具 Tools:模型可调用的函数防范,与外部系统进行交互,并执行计算
  • 资源 Resources:提供给模型的数据、文档、配置、截图等
  • 提示词 Prompt:支持用户自定义工具的 Prompt
将模型连接到外部数据和系统,平铺式的罗列 Tools 工具。
和 MCP Tools 的不同在于:MCP Tools 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
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JSON-Schema,静态函数调用
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调用方式
Stdio/SSE/Str/eamable HTTP/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”:

  • 前后端分离:前端专注界面,后端专注 API 接口;
  • MCP 分层:让工具开发者和 Agent 开发者各司其职,工具质量和功能的迭代不需要 Agent 开发者感知。这种分层让 AI Agent 开发者能像搭积木一样组合工具,快速构建复杂 AI 应用。
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实践

整体设计

以 MCP Browser 浏览器工具(https://github.com/bytedance/UI-TARS-desktop/tree/main/packages/agent-infra/mcp-servers/browser)开发和接入为例,逐步解析具体实现。

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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#64https://github.com/modelcontextprotocol/servers/issues/64)。

因此,Agent 工具的设计分为两类:

  • 内置 MCP Servers:完全遵循 MCP 规范,同时支持 Stdio 和函数调用。(换句话说用 MCP 标准开发 Function  Call)
  • 用户自定义 MCP Servers:针对需要扩展功能的用户,默认他们已经具备 Npm 或 UV 环境,因此可以支持更灵活的扩展方式。

两者的区别:

  • 内置 MCP Servers 是完成当前 Agent 功能的必备工具
  • 调用方式:内置方式不需要 Agent 用户安装 Node.js / npm,这对于普通用户比较友好。

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"  }}
  • bin 指定通过 stdio 调用的入口文件。
  • mainmodule 执行通过 Function Call 同进程调用的入口文件。

开发(dev)

实践下来,通过 Inspector(https://modelcontextprotocol.io/docs/tools/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.tsStarting MCP inspector...New SSE connectionSpawned stdio transportConnected MCP client to backing server transportCreated web app transportSet up MCP proxy🔍 MCP Inspector is up and running at http://localhost:5173 🚀
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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:

  • listTools:列举所有函数
  • callTool:调用具体函数
  • close:Server 不使用后的清理函数
// src/server.tsexport 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.tsimport { client as mcpBrowserClient } from "./server.js";const server = new Server(  {    name: "example-servers/puppeteer",    version: "0.1.0",  },  {    capabilities: {      tools: {},    },  });// listToolsserver.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, mcpBrowserClient.listTools);// callToolserver.setRequestHandler(CallToolRequestSchema, async (request) =>return await mcpBrowserClient.callTool(request.params););async functionrunServer() {  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 (https://github.com/colinhacks/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(in-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 / Streamable HTTP / Function Call)的 MCP Server。Stdio 和 SSE 方式直接复用了官方示例(https://modelcontextprotocol.io/quickstart/client),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

exporttype MCPServer<ServerNames extends string = string> = {  name: ServerNames;  status: 'activate' | 'error';  description?: string;  env?: Record<string, string>;+ /** in-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 { MCPClient } from '@agent-infra/mcp-client';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:https://github.com/bytedance/UI-TARS-desktop/blob/fb2932afbdd54da757b9fae61e888fc8804e648f/apps/agent-tars/src/main/llmProvider/index.ts#L89-L91
  • mcp-client:https://github.com/bytedance/UI-TARS-desktop/tree/main/packages/agent-infra/mcp-client
  • mcp-servers:https://github.com/bytedance/UI-TARS-desktop/tree/main/packages/agent-infra/mcp-servers

Remote 远程调用

如果是 Web 应用(无法使用 Stdio MCP Server),可以用 FaaS 将 Stdio 转成 SSE MCP Server,从而在 Function Call 的基础上无缝支持 MCP 类型的 Tools,这个过程换句话讲是「MCP Servers 云化」。

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调用代码示例:

import asyncioimport openaiimport jsonfrom agents.mcp import MCPUtilfrom agents.mcp import MCPServerSsefrom agents import set_tracing_disabledset_tracing_disabled(True)async def chat():    client = openai.AzureOpenAI(        azure_endpoint=base_url,        api_version=api_version,        api_key=ak,    )+   async with MCPServerSse(+       name="fetch", params={"url""https://{mcp_faas_id}.mcp.bytedance.net/sse"}+   ) as mcp_server:+       tools = await MCPUtil.get_function_tools(+           mcp_server, convert_schemas_to_strict=False+       )        prompt = "请求下 https://agent-tars.com/,主要是做什么的?"        completion = client.chat.completions.create(            model=model_name,            messages=[{"role""user""content": prompt}],            max_tokens=max_tokens,+           tools=[+               {+                   "type""function",+                   "function": {+                       "name": tool.name,+                       "description": tool.description,+                       "parameters": tool.params_json_schema,+                   },+               }+               for tool in tools+           ],        )for choice in completion.choices:if isinstance(choice.message.tool_calls, list):for tool_call in choice.message.tool_calls:if tool_call.function:+                       tool_result = await mcp_server.call_tool(+                           tool_name=tool_call.function.name,+                           arguments=json.loads(+                               tool_call.function.arguments+                           ), # or jsonrepair+                       )+                       print("tool_result", tool_result.content)if __name__ == '__main__':    asyncio.run(chat())

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 Cloudflare、Composio、Zapier 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(类似 Sidecar 模式)。

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MCP 生态图

举个例子:接入地图厂商的 MCP Server 后,Agent 具备生活服务工具能力,远远优于单纯依赖搜索的方式。

未来

  • 目前的 MCP 开发非常初级,在工程化上缺少一套完善的框架来约束和规范。
  • 根据 MCP Roadmap(https://modelcontextprotocol.io/development/roadmap),未来主要三件事:
    • Remote MCP Support:鉴权、服务发现、无状态服务,很明显奔着 K8S 架构去的,这样才能构建一个生产级、可扩展的 MCP 服务。根据最近的 RFC Replace HTTP+SSE with new "Streamable HTTP" transport(https://github.com/modelcontextprotocol/modelcontextprotocol/pull/206),支持 Streamable HTTP,可以低延迟、双向传输。
    • Agent Support:提升不同领域复杂的 Agent 工作流,并可以处理更好的人机交互。
    • Developer Ecosystem:更多的开发者和大厂商参与进来,才能扩展 AI Agent 的能力边界。
  • 实践下来,MCP Server SSE 并不是理想的方案,因为需要保持连接和 session 状态,而云服务(如 FaaS)更倾向于无状态架构(issue#273:https://github.com/modelcontextprotocol/typescript-sdk/issues/273#issuecomment-2789489317),所以最近提出了更适配云场景的 Streamable HTTP Transport。
  • MCP 模型调用与 RL 强化学习:如果 MCP 成为未来的规范,那么 Agent 应用能否准确调用各个 MCP,将成为模型 RL 未来需要支持的关键功能。与 Function Call 模型不同,MCP 是一个动态的工具库,模型需要具备对新增 MCP 的泛化理解能力。
  • Agent K8s:虽然目前 LLM 和上下文之间建立了标准化的通信协议,但 Agent 之间的交互协议尚未形成统一标准,Agent 服务发现、恢复、监控等一系列生产级问题等解决。目前 Google 的 A2A(Agent2Agent) 和社区的 ANP(Agent Network Protocol)在做这方面的探索与尝试。

参考:

  • 详解 MCP:Agentic AI 中间层最优解,AI 应用的标准化革命
  • a16z详解MCP,以及AI工具的未来
  • How to Build an MCP Server Fast: A Step-by-Step Tutorial:https://medium.com/@eugenesh4work/how-to-build-an-mcp-server-fast-a-step-by-step-tutorial-e09faa5f7e3b
  • 智能体互联网的三大趋势:连接范式正在彻底重构:https://zhuanlan.zhihu.com/p/31870979392
  • 有了 MCP,AI 才完整:https://www.youtube.com/watch?v=ElX5HO0wXyo
  • 硅谷 101:AI Agent爆发前的黎明:Manus 不够好,但天快亮了:https://www.youtube.com/watch?v=2PSCnOFkR3U
  • MCP 终极指南:https://guangzhengli.com/blog/zh/model-context-protocol
  • OpenAI 支持 MCP:https://x.com/sama/status/1904957253456941061

原文始发于微信公众号(字节跳动技术团队):基于 MCP 的 AI Agent 应用开发实践

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admin
  • 本文由 发表于 2025年5月8日14:16:47
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