模型上下文协议(MCP)允许服务器向语言模型暴露可调用的工具。这些工具使模型能够与外部系统交互，例如查询数据库、调用API或执行计算任务。每个工具通过唯一名称进行标识，并包含描述其结构的元数据。
用户交互模型
MCP中的工具采用模型驱动设计原则，即语言模型能够基于其上下文理解能力和用户提示，自动发现并调用相关工具。
不过具体实现时，开发者可自由选择最适合其应用场景的工具调用方式——该协议本身并不限定特定的交互模式。
出于信任与安全考量，系统应当始终保持"人在回路"(Human-in-the-loop)机制，保留否决工具调用的权限。
应用实现时应当：
- 透明化工具暴露：在UI中明确标识向AI模型开放的工具清单
- 可视化调用过程：当工具被调用时插入醒目的视觉标识
- 操作确认机制：关键操作前向用户呈现确认提示，确保人工审核环节
能力声明
支持工具调用的服务器必须声明tools能力项：
{
"capabilities": {
"tools": {
"listChanged": true
}
}
}
其中listChanged标志位用于声明：当可用工具列表发生变化时，服务器是否推送变更通知。
协议消息
工具列表查询
客户端通过tools/list请求发现可用工具（支持分页）：
请求示例：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 1,
"method": "tools/list",
"params": {
"cursor": "optional-cursor-value"
}
}
响应示例：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 1,
"result": {
"tools": [
{
"name": "get_weather",
"description": "获取指定地区的实时天气信息",
"inputSchema": {
"type": "object",
"properties": {
"location": {
"type": "string",
"description": "城市名或邮政编码"
}
},
"required": ["location"]
}
}
],
"nextCursor": "next-page-cursor"
}
}
工具调用
客户端通过tools/call请求执行工具：
调用请求：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 2,
"method": "tools/call",
"params": {
"name": "get_weather",
"arguments": {
"location": "纽约"
}
}
}
调用响应：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 2,
"result": {
"content": [
{
"type": "text",
"text": "纽约当前天气：\n温度：22℃\n天气状况：多云"
}
],
"isError": false
}
}
列表变更通知
当工具列表更新时，支持listChanged的服务器应推送通知：
{
"jsonrpc": "2.0",
"method": "notifications/tools/list_changed"
}
消息交互流程
数据类型
Tool
工具定义包含以下字段：
- name: 工具的唯一标识符
- description: 工具功能的可读描述
- inputSchema: 定义预期参数的
JSON Schema - annotations: 描述工具行为的可选属性
出于信任与安全考虑，客户端必须将工具注解视为不可信内容（除非来自可信服务器）。
Tool Result
工具结果可包含多种类型的内容项：
文本内容
{
"type": "text",
"text": "Tool result text"
}
图片内容
{
"type": "image",
"data": "Base64编码数据",
"mimeType": "image/png"
}
音频内容
{
"type": "audio",
"data": "Base64编码音频数据",
"mimeType": "audio/wav"
}
嵌入式资源 (Embedded Resources)
可通过URI嵌入可订阅或后续获取的附加资源：
{
"type": "resource",
"resource": {
"uri": "resource://example",
"mimeType": "text/plain",
"text": "Resource content"
}
}
错误处理
工具调用采用双重错误报告机制：
- 协议级错误：标准JSON-RPC错误码，包括：
- 未知工具
- 无效参数
- 服务端错误
示例协议错误：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 3,
"error": {
"code": -32602,
"message": "Unknown tool: invalid_tool_name"
}
}
2. 工具执行错误：通过isError: true标识的业务错误：
- API调用失败
- 无效输入数据
- 业务逻辑错误
示例执行错误：
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": 4,
"result": {
"content": [
{
"type": "text",
"text": "Failed to fetch weather data: API rate limit exceeded"
}
],
"isError": true
}
}
安全规范
- 服务端必须：
- 验证所有工具输入参数
- 实施严格的访问控制
- 对工具调用进行速率限制
- 对输出内容进行安全过滤
- 客户端应当：
- 敏感操作需用户二次确认
- 调用前向用户展示输入参数（防止恶意数据外泄）
- 工具返回结果需验证后再传递给LLM
- 设置工具调用超时机制
- 保留完整的操作审计日志
