LangChain 教程 19｜MCP 集成：连接外部工具的标准协议

📖 本篇导读：这是 LangChain 系列教程的第 19 篇。本篇将深入讲解 MCP 协议的核心概念、MultiServerMCPClient 的使用、两种传输方式，以及如何创建自定义 MCP 服务器。读完预计需要 10 分钟。

简单来说

MCP（Model Context Protocol）是一个开放协议，让 LLM 可以通过标准化接口连接外部工具和数据。LangChain 提供了 @langchain/mcp-adapters 库，让你的 Agent 轻松使用任何 MCP 服务器上的工具。

本节目标

学完本节，你将能够：

理解 MCP 协议的核心概念
使用 MultiServerMCPClient 连接多个 MCP 服务器
了解 stdio 和 HTTP 两种传输方式
创建自定义 MCP 服务器

业务场景

想象这些集成需求：

连接现有服务：公司有很多内部服务，想让 AI 调用但不想重写工具
工具复用：开源社区有很多 MCP 工具服务器，想直接使用
跨语言集成：后端是 Python/Go，前端 Agent 是 TypeScript，需要标准协议
安全隔离：工具运行在独立进程或服务器，需要标准通信方式

MCP 提供了标准化的解决方案——就像 REST API 让服务互通一样，MCP 让 AI 工具互通。

一、MCP 协议简介

1.1 什么是 MCP

MCP 是 Anthropic 推出的开放协议，定义了：

工具发现：客户端如何知道服务器有哪些工具
工具调用：客户端如何调用工具、传递参数
结果返回：服务器如何返回工具执行结果

┌─────────────┐                    ┌─────────────┐
│   Agent     │   MCP Protocol    │ MCP Server  │
│ (LangChain) │ ◄─────────────────►│  (工具服务)  │
└─────────────┘                    └─────────────┘
      │                                   │
      │  1. 列出工具 (listTools)          │
      │ ──────────────────────────────► │
      │  2. 返回工具列表                   │
      │ ◄────────────────────────────── │
      │  3. 调用工具 (callTool)           │
      │ ──────────────────────────────► │
      │  4. 返回结果                      │
      │ ◄────────────────────────────── │

MCP 协议通信流程：Agent 与 MCP Server 之间的 listTools 和 callTool 交互

1.2 MCP vs 传统工具

特性	传统 LangChain 工具	MCP 工具
定义位置	Agent 代码内	独立服务器
语言限制	必须是 TypeScript	任意语言
进程隔离	同一进程	可以独立进程
共享复用	需要复制代码	标准协议共享

传统工具 vs MCP 工具对比：定义位置、语言限制、进程隔离、共享复用

二、快速开始

2.1 安装依赖

bash

npm install @langchain/mcp-adapters

2.2 连接 MCP 服务器

typescript

import { MultiServerMCPClient } from "@langchain/mcp-adapters";
import { createAgent } from "langchain";

const client = new MultiServerMCPClient({
  math: {
    transport: "stdio",
    command: "node",
    args: ["/path/to/math_server.js"],
  },
  weather: {
    transport: "http",
    url: "http://localhost:8000/mcp",
  },
});

const tools = await client.getTools();

const agent = createAgent({
  model: "gpt-4o",
  tools,
});

const mathResponse = await agent.invoke({
  messages: [{ role: "user", content: "(3 + 5) x 12 等于多少？" }],
});

const weatherResponse = await agent.invoke({
  messages: [{ role: "user", content: "北京今天天气怎么样？" }],
});

关键概念：

MultiServerMCPClient：管理多个 MCP 服务器连接
getTools()：从所有服务器获取工具列表
工具就像普通 LangChain 工具一样使用

三、传输方式

3.1 stdio 传输

客户端启动服务器作为子进程，通过标准输入输出通信：

typescript

const client = new MultiServerMCPClient({
  math: {
    transport: "stdio",
    command: "node",
    args: ["/path/to/math_server.js"],
  },
});

适用场景：

本地工具服务
简单配置
开发测试

特点：

服务器作为子进程运行
通信通过 stdin/stdout
进程生命周期由客户端管理

3.2 HTTP 传输

通过 HTTP 请求与远程服务器通信：

typescript

const client = new MultiServerMCPClient({
  weather: {
    transport: "http",
    url: "http://localhost:8000/mcp",
  },
});

适用场景：

远程服务集成
微服务架构
需要认证的服务

stdio vs HTTP 传输方式对比：本地子进程 stdin/stdout 与远程 HTTP 请求

3.3 带认证的 HTTP

typescript

const client = new MultiServerMCPClient({
  secureService: {
    transport: "http",
    url: "https://api.example.com/mcp",
    headers: {
      "Authorization": "Bearer your-api-key",
      "X-Custom-Header": "value",
    },
  },
});

四、创建自定义 MCP 服务器

4.1 安装 MCP SDK

bash

npm install @modelcontextprotocol/sdk

4.2 stdio 服务器示例（数学计算）

typescript

import { Server } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/index.js";
import { StdioServerTransport } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/stdio.js";
import {
  CallToolRequestSchema,
  ListToolsRequestSchema,
} from "@modelcontextprotocol/sdk/types.js";

const server = new Server(
  {
    name: "math-server",
    version: "0.1.0",
  },
  {
    capabilities: {
      tools: {},
    },
  }
);

server.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, async () => {
  return {
    tools: [
      {
        name: "add",
        description: "两数相加",
        inputSchema: {
          type: "object",
          properties: {
            a: { type: "number", description: "第一个数" },
            b: { type: "number", description: "第二个数" },
          },
          required: ["a", "b"],
        },
      },
      {
        name: "multiply",
        description: "两数相乘",
        inputSchema: {
          type: "object",
          properties: {
            a: { type: "number", description: "第一个数" },
            b: { type: "number", description: "第二个数" },
          },
          required: ["a", "b"],
        },
      },
    ],
  };
});

server.setRequestHandler(CallToolRequestSchema, async (request) => {
  const { name, arguments: args } = request.params;

  switch (name) {
    case "add": {
      const { a, b } = args as { a: number; b: number };
      return {
        content: [{ type: "text", text: String(a + b) }],
      };
    }
    case "multiply": {
      const { a, b } = args as { a: number; b: number };
      return {
        content: [{ type: "text", text: String(a * b) }],
      };
    }
    default:
      throw new Error(`未知工具: ${name}`);
  }
});

async function main() {
  const transport = new StdioServerTransport();
  await server.connect(transport);
  console.error("数学 MCP 服务器已启动 (stdio)");
}

main();

4.3 HTTP 服务器示例（天气查询）

typescript

import { Server } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/index.js";
import { SSEServerTransport } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/sse.js";
import {
  CallToolRequestSchema,
  ListToolsRequestSchema,
} from "@modelcontextprotocol/sdk/types.js";
import express from "express";

const app = express();
app.use(express.json());

const server = new Server(
  {
    name: "weather-server",
    version: "0.1.0",
  },
  {
    capabilities: {
      tools: {},
    },
  }
);

server.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, async () => {
  return {
    tools: [
      {
        name: "get_weather",
        description: "获取指定城市的天气",
        inputSchema: {
          type: "object",
          properties: {
            location: { type: "string", description: "城市名称" },
          },
          required: ["location"],
        },
      },
    ],
  };
});

server.setRequestHandler(CallToolRequestSchema, async (request) => {
  const { name, arguments: args } = request.params;

  switch (name) {
    case "get_weather": {
      const { location } = args as { location: string };
      return {
        content: [
          {
            type: "text",
            text: `${location}今天晴朗，气温 25°C，空气质量优`,
          },
        ],
      };
    }
    default:
      throw new Error(`未知工具: ${name}`);
  }
});

app.post("/mcp", async (req, res) => {
  const transport = new SSEServerTransport("/mcp", res);
  await server.connect(transport);
});

const PORT = process.env.PORT || 8000;
app.listen(PORT, () => {
  console.log(`天气 MCP 服务器运行在端口 ${PORT}`);
});

MCP 服务器架构：Server 实例、请求处理器、传输层的层级关系

五、完整实战示例

5.1 多服务集成

typescript

import { MultiServerMCPClient } from "@langchain/mcp-adapters";
import { createAgent } from "langchain";

const client = new MultiServerMCPClient({
  math: {
    transport: "stdio",
    command: "node",
    args: ["./servers/math_server.js"],
  },

  weather: {
    transport: "http",
    url: "http://localhost:8000/mcp",
  },

  database: {
    transport: "http",
    url: "https://internal-api.example.com/mcp",
    headers: {
      "Authorization": `Bearer ${process.env.INTERNAL_API_KEY}`,
    },
  },
});

const tools = await client.getTools();
console.log("可用工具:", tools.map(t => t.name));

const agent = createAgent({
  model: "gpt-4o",
  tools,
  systemPrompt: `你是一个多功能助手，可以：
1. 进行数学计算
2. 查询天气信息
3. 查询数据库

根据用户需求选择合适的工具。`,
});

const response = await agent.invoke({
  messages: [
    {
      role: "user",
      content: "帮我算一下 (10 + 20) * 3，然后查一下北京的天气",
    },
  ],
});

console.log(response.messages.at(-1)?.content);

多服务器集成架构：MultiServerMCPClient 连接 math、weather、database 三个 MCP 服务器

5.2 工具服务器模板

创建一个通用的工具服务器模板：

typescript

import { Server } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/index.js";
import { StdioServerTransport } from "@modelcontextprotocol/sdk/server/stdio.js";
import {
  CallToolRequestSchema,
  ListToolsRequestSchema,
} from "@modelcontextprotocol/sdk/types.js";

interface ToolDefinition {
  name: string;
  description: string;
  inputSchema: object;
  handler: (args: Record<string, unknown>) => Promise<string>;
}

function createMCPServer(name: string, tools: ToolDefinition[]) {
  const server = new Server(
    { name, version: "0.1.0" },
    { capabilities: { tools: {} } }
  );

  server.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, async () => ({
    tools: tools.map(({ name, description, inputSchema }) => ({
      name,
      description,
      inputSchema,
    })),
  }));

  server.setRequestHandler(CallToolRequestSchema, async (request) => {
    const { name: toolName, arguments: args } = request.params;
    const tool = tools.find(t => t.name === toolName);

    if (!tool) {
      throw new Error(`未知工具: ${toolName}`);
    }

    const result = await tool.handler(args as Record<string, unknown>);
    return { content: [{ type: "text", text: result }] };
  });

  return server;
}

const tools: ToolDefinition[] = [
  {
    name: "greet",
    description: "向用户问好",
    inputSchema: {
      type: "object",
      properties: {
        name: { type: "string", description: "用户名" },
      },
      required: ["name"],
    },
    handler: async (args) => `你好，${args.name}！`,
  },
  {
    name: "get_time",
    description: "获取当前时间",
    inputSchema: { type: "object", properties: {} },
    handler: async () => new Date().toLocaleString("zh-CN"),
  },
];

const server = createMCPServer("custom-server", tools);

async function main() {
  const transport = new StdioServerTransport();
  await server.connect(transport);
}

main();

六、会话管理

6.1 无状态 vs 有状态

默认情况下，MultiServerMCPClient 是无状态的——每次工具调用都创建新连接：

typescript

const client = new MultiServerMCPClient({
  service: {
    transport: "stdio",
    command: "node",
    args: ["./server.js"],
  },
});

6.2 有状态会话

如果需要在多次调用间保持状态，可以使用有状态会话：

typescript

const client = new MultiServerMCPClient({
  service: {
    transport: "stdio",
    command: "node",
    args: ["./server.js"],
    stateful: true,
  },
});

有状态会话的特点：

服务器进程在多次调用间保持运行
可以在服务器端维护状态
适合需要上下文的工具

七、最佳实践

7.1 服务器设计原则

单一职责：每个服务器专注一类工具
清晰描述：工具描述要让 LLM 能理解何时使用
错误处理：返回有意义的错误信息
超时设置：避免长时间阻塞

7.2 安全考虑

typescript

const client = new MultiServerMCPClient({
  secureService: {
    transport: "http",
    url: process.env.SERVICE_URL!,
    headers: {
      "Authorization": `Bearer ${process.env.API_KEY}`,
    },
  },
});

7.3 错误处理

typescript

try {
  const tools = await client.getTools();
  const agent = createAgent({ model: "gpt-4o", tools });
  const response = await agent.invoke({ messages: [...] });
} catch (error) {
  if (error.code === "ECONNREFUSED") {
    console.error("MCP 服务器连接失败，请检查服务是否启动");
  } else if (error.message.includes("Unknown tool")) {
    console.error("工具不存在");
  } else {
    console.error("未知错误:", error);
  }
}

常见问题

Q1: MCP 和 REST API 有什么区别？

MCP 专门为 LLM 工具调用设计：

标准化工具发现：自动列出可用工具
Schema 定义：标准化参数格式
流式支持：适合长时间运行的工具

Q2: stdio 和 HTTP 传输怎么选？

stdio：本地开发、简单场景、单机部署
HTTP：远程服务、微服务架构、需要认证

Q3: 如何调试 MCP 连接问题？

typescript

const client = new MultiServerMCPClient({
  service: {
    transport: "stdio",
    command: "node",
    args: ["./server.js"],
    env: {
      DEBUG: "mcp:*",
    },
  },
});

总结

MCP 为 AI 工具集成提供了标准化协议：

功能	实现方式
连接多服务器	`MultiServerMCPClient`
本地工具	`transport: "stdio"`
远程服务	`transport: "http"`
认证访问	`headers` 配置
创建服务器	`@modelcontextprotocol/sdk`

核心理念：MCP 就像工具世界的"USB 接口"——标准化协议让各种工具服务可以即插即用，无需关心实现细节。

下一篇，我们将学习 Human-in-the-Loop（人机协作），了解如何让人类参与 Agent 的决策过程！

LangChain 教程 19｜MCP 集成：连接外部工具的标准协议 ​

简单来说 ​

本节目标 ​

业务场景 ​

一、MCP 协议简介 ​

1.1 什么是 MCP ​

1.2 MCP vs 传统工具 ​

二、快速开始 ​

2.1 安装依赖 ​

2.2 连接 MCP 服务器 ​

三、传输方式 ​

3.1 stdio 传输 ​

3.2 HTTP 传输 ​

3.3 带认证的 HTTP ​

四、创建自定义 MCP 服务器 ​

4.1 安装 MCP SDK ​

4.2 stdio 服务器示例（数学计算） ​

4.3 HTTP 服务器示例（天气查询） ​

五、完整实战示例 ​

5.1 多服务集成 ​

5.2 工具服务器模板 ​

六、会话管理 ​

6.1 无状态 vs 有状态 ​

6.2 有状态会话 ​

七、最佳实践 ​

7.1 服务器设计原则 ​

7.2 安全考虑 ​

7.3 错误处理 ​

常见问题 ​

Q1: MCP 和 REST API 有什么区别？ ​

Q2: stdio 和 HTTP 传输怎么选？ ​

Q3: 如何调试 MCP 连接问题？ ​

总结 ​

LangChain 教程 19｜MCP 集成：连接外部工具的标准协议

简单来说

本节目标

业务场景

一、MCP 协议简介

1.1 什么是 MCP

1.2 MCP vs 传统工具

二、快速开始

2.1 安装依赖

2.2 连接 MCP 服务器

三、传输方式

3.1 stdio 传输

3.2 HTTP 传输

3.3 带认证的 HTTP

四、创建自定义 MCP 服务器

4.1 安装 MCP SDK

4.2 stdio 服务器示例（数学计算）

4.3 HTTP 服务器示例（天气查询）

五、完整实战示例

5.1 多服务集成

5.2 工具服务器模板

六、会话管理

6.1 无状态 vs 有状态

6.2 有状态会话

七、最佳实践

7.1 服务器设计原则

7.2 安全考虑

7.3 错误处理

常见问题

Q1: MCP 和 REST API 有什么区别？

Q2: stdio 和 HTTP 传输怎么选？

Q3: 如何调试 MCP 连接问题？

总结