Model Context Protocol 客户端

MCP 客户端是 Model Context Protocol (MCP) 架构中的关键组件，负责建立和管理与 MCP 服务器的连接。它实现了协议的客户端部分，处理以下功能：

协议版本协商，确保与服务器的兼容性
功能协商，确定可用的特性
消息传输和 JSON-RPC 通信
工具发现和执行
资源访问和管理
提示系统交互
可选功能，如根目录管理和采样支持

客户端提供同步和异步 API，以适应不同应用场景的灵活性需求。

同步 API
异步 API

// Create a sync client with custom configuration
McpSyncClient client = McpClient.sync(transport)
    .requestTimeout(Duration.ofSeconds(10))
    .capabilities(ClientCapabilities.builder()
        .roots(true)      // Enable roots capability
        .sampling()       // Enable sampling capability
        .build())
    .sampling(request -> new CreateMessageResult(response))
    .build();

// Initialize connection
client.initialize();

// List available tools
ListToolsResult tools = client.listTools();

// Call a tool
CallToolResult result = client.callTool(
    new CallToolRequest("calculator", 
        Map.of("operation", "add", "a", 2, "b", 3))
);

// List and read resources
ListResourcesResult resources = client.listResources();
ReadResourceResult resource = client.readResource(
    new ReadResourceRequest("resource://uri")
);

// List and use prompts
ListPromptsResult prompts = client.listPrompts();
GetPromptResult prompt = client.getPrompt(
    new GetPromptRequest("greeting", Map.of("name", "Spring"))
);

// Add/remove roots
client.addRoot(new Root("file:///path", "description"));
client.removeRoot("file:///path");

// Close client
client.closeGracefully();

// Create an async client with custom configuration
McpAsyncClient client = McpClient.async(transport)
    .requestTimeout(Duration.ofSeconds(10))
    .capabilities(ClientCapabilities.builder()
        .roots(true)      // Enable roots capability
        .sampling()       // Enable sampling capability
        .build())
    .sampling(request -> Mono.just(new CreateMessageResult(response)))
    .toolsChangeConsumer(tools -> Mono.fromRunnable(() -> {
        logger.info("Tools updated: {}", tools);
    }))
    .resourcesChangeConsumer(resources -> Mono.fromRunnable(() -> {
        logger.info("Resources updated: {}", resources);
    }))
    .promptsChangeConsumer(prompts -> Mono.fromRunnable(() -> {
        logger.info("Prompts updated: {}", prompts);
    }))
    .build();

// Initialize connection and use features
client.initialize()
    .flatMap(initResult -> client.listTools())
    .flatMap(tools -> {
        return client.callTool(new CallToolRequest(
            "calculator", 
            Map.of("operation", "add", "a", 2, "b", 3)
        ));
    })
    .flatMap(result -> {
        return client.listResources()
            .flatMap(resources -> 
                client.readResource(new ReadResourceRequest("resource://uri"))
            );
    })
    .flatMap(resource -> {
        return client.listPrompts()
            .flatMap(prompts ->
                client.getPrompt(new GetPromptRequest(
                    "greeting", 
                    Map.of("name", "Spring")
                ))
            );
    })
    .flatMap(prompt -> {
        return client.addRoot(new Root("file:///path", "description"))
            .then(client.removeRoot("file:///path"));            
    })
    .doFinally(signalType -> {
        client.closeGracefully().subscribe();
    })
    .subscribe();

客户端传输

传输层处理 MCP 客户端和服务器之间的通信，为不同的使用场景提供不同的实现。客户端传输管理消息序列化、连接建立和协议特定的通信模式。

STDIO
SSE (HttpClient)
SSE (WebFlux)

创建基于进程内通信的传输

ServerParameters params = ServerParameters.builder("npx")
    .args("-y", "@modelcontextprotocol/server-everything", "dir")
    .build();
McpTransport transport = new StdioClientTransport(params);

创建框架无关（纯 Java API）的 SSE 客户端传输。包含在核心 mcp 模块中。

McpTransport transport = new HttpClientSseClientTransport("http://your-mcp-server");

创建基于 WebFlux 的 SSE 客户端传输。需要 mcp-webflux-sse-transport 依赖。

WebClient.Builder webClientBuilder = WebClient.builder()
    .baseUrl("http://your-mcp-server");
McpTransport transport = new WebFluxSseClientTransport(webClientBuilder);

客户端功能

客户端可以配置各种功能：

var capabilities = ClientCapabilities.builder()
    .roots(true)      // 启用文件系统根目录支持，包括列表变更通知
    .sampling()       // 启用 LLM 采样支持
    .build();

根目录支持

根目录定义了服务器在文件系统中可以操作的边界：

// 动态添加根目录
client.addRoot(new Root("file:///path", "description"));

// 移除根目录
client.removeRoot("file:///path");

// 通知服务器根目录变更
client.rootsListChangedNotification();

根目录功能允许服务器：

采样支持

采样功能使服务器能够通过客户端请求 LLM 交互（“完成”或”生成”）：

// 配置采样处理器
Function<CreateMessageRequest, CreateMessageResult> samplingHandler = request -> {
    // 采样实现，与 LLM 交互
    return new CreateMessageResult(response);
};

// 创建支持采样的客户端
var client = McpClient.sync(transport)
    .capabilities(ClientCapabilities.builder()
        .sampling()
        .build())
    .sampling(samplingHandler)
    .build();

此功能允许：

服务器无需 API 密钥即可利用 AI 功能
客户端保持对模型访问和权限的控制
支持文本和基于图像的交互
可选择在提示中包含 MCP 服务器上下文

使用 MCP 客户端

工具执行

工具是客户端可以发现和执行的服务器端函数。MCP 客户端提供方法来列出可用工具并使用特定参数执行它们。每个工具都有一个唯一的名称并接受参数映射。

同步 API
异步 API

// 列出可用工具及其名称
var tools = client.listTools();
tools.forEach(tool -> System.out.println(tool.getName()));

// 使用参数执行工具
var result = client.callTool("calculator", Map.of(
    "operation", "add",
    "a", 1,
    "b", 2
));

// 异步列出可用工具
client.listTools()
    .doOnNext(tools -> tools.forEach(tool -> 
        System.out.println(tool.getName())))
    .subscribe();

// 异步执行工具
client.callTool("calculator", Map.of(
        "operation", "add",
        "a", 1,
        "b", 2
    ))
    .subscribe();

资源访问

资源表示客户端可以使用 URI 模板访问的服务器端数据源。MCP 客户端提供方法来发现可用资源并通过标准化接口检索其内容。

同步 API
异步 API

// 列出可用资源及其名称
var resources = client.listResources();
resources.forEach(resource -> System.out.println(resource.getName()));

// 使用 URI 模板检索资源内容
var content = client.getResource("file", Map.of(
    "path", "/path/to/file.txt"
));

// 异步列出可用资源
client.listResources()
    .doOnNext(resources -> resources.forEach(resource -> 
        System.out.println(resource.getName())))
    .subscribe();

// 异步检索资源内容
client.getResource("file", Map.of(
        "path", "/path/to/file.txt"
    ))
    .subscribe();

提示系统

提示系统支持与服务器端提示模板的交互。这些模板可以被发现并使用自定义参数执行，允许基于预定义模式生成动态文本。

同步 API
异步 API

// 列出可用的提示模板
var prompts = client.listPrompts();
prompts.forEach(prompt -> System.out.println(prompt.getName()));

// 使用参数执行提示模板
var response = client.executePrompt("echo", Map.of(
    "text", "Hello, World!"
));

// 异步列出可用的提示模板
client.listPrompts()
    .doOnNext(prompts -> prompts.forEach(prompt -> 
        System.out.println(prompt.getName())))
    .subscribe();

// 异步执行提示模板
client.executePrompt("echo", Map.of(
        "text", "Hello, World!"
    ))
    .subscribe();

​Model Context Protocol 客户端

​客户端传输

​客户端功能

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​采样支持

​使用 MCP 客户端

​工具执行

​资源访问

​提示系统