Spring AI MCP 浅析

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作者：微信文章
1. 精简介绍

Spring AI MCP（Model Context Protocol，模型上下文协议）是一个旨在标准化大型语言模型（LLM）与外部数据源和工具交互方式的开放协议。它可以被形象地比喻为AI领域的“USB-C接口”，为AI应用与各种外部能力之间搭建了一座标准化的桥梁。通过MCP，Spring AI应用程序能够以统一的接口与不同的数据源和工具进行交互，支持同步和异步通信模式，极大地简化了AI应用与外部服务集成的复杂性，提升了开发效率和系统的可扩展性。
2. MCP 架构与交互流程

Spring AI MCP 的核心在于其 Client-Server 架构，它使得大型语言模型（LLM）能够通过标准化的协议与外部工具和数据源进行交互。整个交互流程可以概括为以下几个关键参与者及其职责：

大型语言模型 (LLM)：作为AI应用的核心，LLM负责理解用户意图、生成响应。它通过MCP Client与外部世界进行交互，获取所需上下文信息或调用外部工具。MCP Client：作为LLM与MCP Server之间的桥梁，MCP Client负责处理LLM发出的请求，将其转换为MCP协议规定的格式，并通过各种传输机制（如Stdio、HTTP SSE）发送给MCP Server。它还负责接收MCP Server的响应，并将其转换回LLM可理解的格式。MCP Client还负责协议版本协商、能力协商、工具发现与执行、资源访问与管理等。MCP Server：MCP Server是提供工具、资源和能力的实体。它可以是一个独立的应用程序，也可以是现有服务的一部分。它接收来自MCP Client的请求，执行相应的操作（例如，调用外部API、访问数据库、执行特定业务逻辑），并将结果通过MCP协议返回给MCP Client。MCP Server负责工具暴露与发现、资源管理、Prompt模板处理、能力协商等。

2.1 交互流程概述





图1：Spring AI MCP 交互时序图

时序图分析：

该时序图详细描绘了Spring AI MCP中大模型（LLM）、客户端（Client）和服务器（Server）之间的交互流程。核心流程如下：

客户端发起请求 (User Client -> LLM): 用户首先向大模型发送一个包含用户请求和可能工具定义（Tool Definitions）的提示（Prompt）。这些工具定义告诉大模型它可以使用哪些外部功能。大模型决策与工具调用 (LLM -> Client): 大模型接收到请求后，会根据其内部逻辑判断是否需要调用外部工具来完成任务。如果需要，它会生成一个工具调用请求（Tool Call Request），其中包含要调用的工具名称和参数。这个请求会返回给客户端。客户端执行工具 (Client -> Server): 客户端接收到大模型的工具调用请求后，会解析该请求，并根据请求中的工具名称和参数，向相应的MCP服务器发起工具执行请求（Tool Execution Request）。服务器执行工具并返回结果 : MCP服务器接收到工具执行请求后，会执行实际的业务逻辑（例如，调用外部API、查询数据库等），并将执行结果（Tool Execution Result）返回给客户端。客户端将结果传递给大模型 (Client -> LLM): 客户端收到工具执行结果后，会将这个结果作为新的上下文信息，连同原始请求一起，再次发送给大模型。这使得大模型能够基于工具的执行结果继续生成最终响应。大模型生成最终响应 : 大模型接收到工具执行结果后，会结合这些信息生成最终的用户响应（Final Response），并将其返回给用户。

关键点：

职责分离： 大模型专注于理解意图和生成响应，而具体的功能实现则由MCP服务器负责。客户端作为中间协调者，负责在大模型和MCP服务器之间传递信息。可扩展性： 通过MCP，可以轻松地为大模型添加新的工具和功能，而无需修改大模型本身。只需部署新的MCP服务器或在现有服务器上注册新工具即可。协议标准化： MCP提供了一个标准化的协议，使得不同的大模型和工具服务能够互操作，降低了集成复杂性。

这个时序图清晰地展示了Spring AI MCP如何通过引入一个中间协议层，有效地将大模型的能力与外部世界连接起来，实现了大模型的功能扩展和应用落地。
4. 源码分析

Spring AI MCP 的源码主要围绕 McpClient 和 McpServer 两个核心组件展开，它们分别负责客户端和服务端的逻辑。通过对 spring-ai-mcp 仓库的分析，我们可以深入理解其内部机制。

首先我们先看一下MCP 对象的封装，Spring 他没有做底层的处理，他只是做了上层的封装。这个很重要，核心能力还是要看官网。

此处的代码会很少，因为我觉得在这里看代码不如回到 Idea 中看舒服，此处会标注一些切入点。如果有不对的也希望大家指正。
Spring AI MCP 模块组成：
├── 服务端 (spring-ai-autoconfigure-mcp-server)
│   ├── McpServerAutoConfiguration.java       [核心服务配置]
│   ├── McpWebMvcServerAutoConfiguration.java [WebMVC传输]
│   ├── McpWebFluxServerAutoConfiguration.java[WebFlux传输]
│   └── McpServerProperties.java              [配置属性]
├── 客户端 (spring-ai-autoconfigure-mcp-client)
│   ├── McpClientAutoConfiguration.java       [客户端核心配置]
│   ├── SseHttpClientTransportAutoConfiguration.java [HTTP+SSE传输]
│   └── SseWebFluxTransportAutoConfiguration.java   [WebFlux+SSE传输]
└── Starter 模块
    ├── spring-ai-starter-mcp-server-webmvc
    ├── spring-ai-starter-mcp-server-webflux
    └── spring-ai-starter-mcp-client

4.1 核心类图展示


4.2 核心交互流程



4.3 服务端核心配置类

// McpServerAutoConfiguration.java - 核心自动配置
// @AutoConfiguration  确保你的配置类在指定类after 之后 before之前生效，以避免依赖项还没加载就提前执行的问题。
@AutoConfiguration(after = { McpWebMvcServerAutoConfiguration.class, McpWebFluxServerAutoConfiguration.class })
@ConditionalOnClass({ McpSchema.class, McpSyncServer.class })
@EnableConfigurationProperties(McpServerProperties.class)
public class McpServerAutoConfiguration {

    // 关键配置方法
    @Bean
    @ConditionalOnProperty(name = "type", havingValue = "SYNC", matchIfMissing = true)
    public McpSyncServer mcpSyncServer(
        McpServerTransportProvider transportProvider,
        McpSchema.ServerCapabilities.Builder capabilitiesBuilder,
        McpServerProperties serverProperties,
        ObjectProvider<List<SyncToolSpecification>> tools) {

        // 构建服务器信息
        McpSchema.Implementation serverInfo = new Implementation(
            serverProperties.getName(),
            serverProperties.getVersion()
        );

        // 创建同步服务器规范
        SyncSpecification serverBuilder = McpServer.sync(transportProvider)
        .serverInfo(serverInfo);

        // 注册工具能力
        if (serverProperties.getCapabilities().isTool()) {
            List<SyncToolSpecification> toolSpecs = tools.stream()
            .flatMap(List::stream).toList();
            serverBuilder.tools(toolSpecs);
        }

        return serverBuilder.build();
    }
}// McpWebMvcServerAutoConfiguration.java
@AutoConfiguration
@ConditionalOnClass({ WebMvcSseServerTransportProvider.class })
@ConditionalOnMissingBean(McpServerTransportProvider.class)
public class McpWebMvcServerAutoConfiguration {

    @Bean
    public WebMvcSseServerTransportProvider webMvcSseServerTransportProvider(
            ObjectProvider<ObjectMapper> objectMapperProvider,
            McpServerProperties serverProperties) {

        return new WebMvcSseServerTransportProvider(
            objectMapper,
            serverProperties.getBaseUrl(),
            serverProperties.getSseMessageEndpoint(),  // "/mcp/message"
            serverProperties.getSseEndpoint()          // "/sse"
        );
    }

    @Bean
    public RouterFunction<ServerResponse> mvcMcpRouterFunction(
            WebMvcSseServerTransportProvider transportProvider) {
        // 这里返回的RouterFunction会注册两个端点：
        // GET /sse - 处理SSE连接建立
        // POST /mcp/message - 处理客户端消息
        return transportProvider.getRouterFunction();
    }
}// McpToolUtils.java - 关键的工具转换工具类
public final class McpToolUtils {

    public static final String TOOL_CONTEXT_MCP_EXCHANGE_KEY = "exchange";

    // 核心转换方法：将Spring AI的ToolCallback转换为MCP工具规范
    public static SyncToolSpecification toSyncToolSpecification(
            ToolCallback toolCallback, MimeType mimeType) {

        // 1. 创建MCP工具定义
        var tool = new McpSchema.Tool(
            toolCallback.getToolDefinition().name(),
            toolCallback.getToolDefinition().description(),
            toolCallback.getToolDefinition().inputSchema()
        );

        // 2. 创建工具执行规范
        return new SyncToolSpecification(tool, (exchange, request) -> {
            try {
                // 3. 调用Spring AI工具回调
                String callResult = toolCallback.call(
                    ModelOptionsUtils.toJsonString(request),
                    new ToolContext(Map.of(TOOL_CONTEXT_MCP_EXCHANGE_KEY, exchange))
                );

                // 4. 根据MIME类型包装结果
                if (mimeType != null && mimeType.toString().startsWith("image")) {
                    return new CallToolResult(List.of(
                        new ImageContent(List.of(Role.ASSISTANT), null, callResult, mimeType.toString())
                    ), false);
                }
                return new CallToolResult(List.of(new TextContent(callResult)), false);

            } catch (Exception e) {
                // 5. 错误处理
                return new CallToolResult(List.of(new TextContent(e.getMessage())), true);
            }
        });
    }
}
当Spring Boot应用启动时：

启动阶段：Spring Boot扫描到MCP相关的@AutoConfiguration类

条件检查：验证classpath和配置属性

传输层配置：根据依赖选择WebMVC、WebFlux或STDIO传输

服务器构建：收集所有ToolCallback Bean，转换为MCP工具规范

路由注册：注册/sse和/mcp/message端点

服务就绪：MCP服务器启动，等待客户端连接

溜了溜了