MCP(Model Context Protocol)详解
MCP(Model Context Protocol)是一种AI模型与外部系统进行上下文信息交换的协议标准,旨在增强模型的上下文感知能力。其核心机制包括结构化数据表示(JSON格式)、动态上下文更新、权限管理和安全交互。MCP通过让AI模型获取用户状态、环境变量等多维信息,实现更智能的个性化响应。应用场景涵盖智能助手、企业应用、多轮对话等。与API和Prompt Engineering不同,MCP
一、什么是 MCP?
MCP(Model Context Protocol) 是一种用于 AI 模型与外部系统(如应用、插件、工具等)之间进行上下文信息交换的协议。它的设计目的是让模型能够更好地理解和利用外部环境中的信息,从而实现更智能、更个性化的响应和决策。
MCP 并不是某个具体的产品,而是一套标准或机制,允许模型动态地获取、管理和使用与当前任务相关的上下文数据。
二、MCP 的核心目标
-
增强模型的上下文感知能力
让模型不仅仅依赖于输入文本,还能理解用户状态、环境变量、历史记录等多维信息。 -
支持多模态和多源数据交互
可以与文本、图片、音频、结构化数据等多种信息源进行交互。 -
安全、可控的数据交换机制
明确哪些信息可以被访问,哪些需要保护,确保数据隐私和安全。
三、MCP 的工作机制
1. 上下文信息的结构化
MCP 规定了上下文信息的结构化表示方式,通常采用 JSON 或类似的数据格式。例如:
{
"user": {
"id": "12345",
"preferences": {"theme": "dark", "language": "zh"},
"history": ["search:AI", "view:product123"]
},
"environment": {
"location": "Beijing",
"device": "mobile"
},
"session": {
"id": "abcde",
"start_time": "2025-06-22T10:00:00Z"
}
}
2. 上下文的动态更新与同步
- 外部系统可以根据用户行为、环境变化实时更新 context。
- 模型可以通过 MCP 查询、获取、甚至请求更新特定的上下文字段。
3. 权限管理与数据安全
- MCP 支持细粒度的数据访问控制。
- 可以为不同的 context 字段设置访问权限,保证用户隐私。
4. 与模型的交互流程
-
外部系统初始化 context
在模型调用时,将相关 context 通过 MCP 传递给模型。 -
模型解析 context
模型根据 MCP 协议解析上下文,理解当前环境和用户状态。 -
模型生成响应
利用上下文信息生成更加个性化、相关性更强的响应。 -
外部系统根据模型请求动态补充 context
如模型需要更多信息,可以通过 MCP 请求补充。
四、MCP 的应用场景
- 智能助手:根据用户历史、设备状态、地理位置做出更贴切的建议。
- 企业应用:将业务数据、员工身份、权限等 context 传递给模型,实现自动化办公。
- 多轮对话系统:保持对话上下文,提升连续性和智能性。
- 插件/工具集成:模型可以调用外部工具,获取实时数据或执行操作。
五、MCP 与其他协议的区别
- 与传统 API 的区别:MCP 更关注上下文的动态、结构化、细粒度管理,而 API 通常是静态的、单次的数据交换。
- 与 Prompt Engineering 的区别:Prompt 主要是输入文本的设计,MCP 是底层的数据结构和交换协议,强调模型与环境的深度融合。
六、MCP 的未来发展趋势
- 标准化:逐渐形成行业标准,方便不同模型、系统之间的无缝集成。
- 隐私保护:引入更强的数据加密和访问控制机制。
- 自动化 context 管理:通过 AI 自动识别、更新最相关的上下文信息。
七、总结
MCP(Model Context Protocol)是 AI 生态发展的关键协议,让模型不再“孤岛作战”,而是与外部世界深度融合,实现更智能、更安全、更个性化的 AI 应用。
八、实现案例
一、项目结构
mcp_demo/
├── mcp_server.py # MCP服务端,负责存储和管理上下文
├── mcp_client.py # MCP客户端,模拟模型或应用请求上下文
├── context_store.py # 上下文存储与权限管理
├── requirements.txt # 依赖
二、核心源码实现
1. context_store.py —— 上下文存储与权限管理
# context_store.py
import threading
class ContextStore:
def __init__(self):
self._store = {} # {session_id: context_dict}
self._lock = threading.Lock()
def get_context(self, session_id, fields=None):
with self._lock:
context = self._store.get(session_id, {})
if fields:
# 权限控制:只返回指定字段
return {k: context.get(k) for k in fields}
return context
def set_context(self, session_id, context_update):
with self._lock:
if session_id not in self._store:
self._store[session_id] = {}
self._store[session_id].update(context_update)
def delete_context(self, session_id):
with self._lock:
if session_id in self._store:
del self._store[session_id]
2. mcp_server.py —— MCP服务端API
# mcp_server.py
from flask import Flask, request, jsonify
from context_store import ContextStore
app = Flask(__name__)
store = ContextStore()
@app.route('/context/<session_id>', methods=['GET'])
def get_context(session_id):
fields = request.args.get('fields')
if fields:
fields = fields.split(',')
context = store.get_context(session_id, fields)
return jsonify(context)
@app.route('/context/<session_id>', methods=['POST'])
def update_context(session_id):
context_update = request.json
store.set_context(session_id, context_update)
return jsonify({'status': 'ok'})
@app.route('/context/<session_id>', methods=['DELETE'])
def delete_context(session_id):
store.delete_context(session_id)
return jsonify({'status': 'deleted'})
if __name__ == '__main__':
app.run(port=5000)
3. mcp_client.py —— MCP客户端(模拟模型或应用)
# mcp_client.py
import requests
SERVER_URL = 'http://127.0.0.1:5000'
def get_context(session_id, fields=None):
params = {}
if fields:
params['fields'] = ','.join(fields)
resp = requests.get(f'{SERVER_URL}/context/{session_id}', params=params)
return resp.json()
def update_context(session_id, context_update):
resp = requests.post(f'{SERVER_URL}/context/{session_id}', json=context_update)
return resp.json()
def delete_context(session_id):
resp = requests.delete(f'{SERVER_URL}/context/{session_id}')
return resp.json()
if __name__ == '__main__':
session_id = 'session123'
# 初始化上下文
update_context(session_id, {
'user': {'id': 'u001', 'preferences': {'theme': 'dark', 'lang': 'zh'}},
'environment': {'location': 'Shanghai', 'device': 'mobile'},
'session': {'start_time': '2025-06-22T10:00:00Z'}
})
print('初始化后上下文:', get_context(session_id))
# 获取部分字段
print('只获取user字段:', get_context(session_id, fields=['user']))
# 更新上下文
update_context(session_id, {'environment': {'location': 'Beijing'}})
print('更新后上下文:', get_context(session_id))
# 删除上下文
delete_context(session_id)
print('删除后上下文:', get_context(session_id))
4. requirements.txt
flask
requests
三、运行方式
-
安装依赖:
pip install flask requests
-
启动服务端:
python mcp_server.py
-
运行客户端:
python mcp_client.py
四、扩展说明
- 权限管理:可以在
ContextStore
里加用户身份认证、字段细粒度权限控制等。 - 模型集成:模型推理前通过 MCP 客户端获取上下文,推理后可更新上下文。
- 插件机制:第三方工具可通过 MCP 标准接口与模型共享数据。
五、总结
上述案例展示了 MCP 的基础实现:
- 服务端负责上下文的存储、管理和权限控制
- 客户端(模型或应用)可获取、更新、删除上下文
- 通过 RESTful API,实现模型与外部环境的动态信息交互
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