零基础构建MCP服务器：TypeScript/Python双语言实战指南

零基础构建MCP服务器：TypeScript/Python双语言实战指南

🌟 Hello，我是摘星！

🌈 在彩虹般绚烂的技术栈中，我是那个永不停歇的色彩收集者。

🦋 每一个优化都是我培育的花朵，每一个特性都是我放飞的蝴蝶。

🔬 每一次代码审查都是我的显微镜观察，每一次重构都是我的化学实验。

🎵 在编程的交响乐中，我既是指挥家也是演奏者。让我们一起，在技术的音乐厅里，奏响属于程序员的华美乐章。

摘要

作为一名深耕技术领域多年的博主摘星，我深刻感受到了MCP（Model Context Protocol）协议在AI生态系统中的革命性意义。MCP作为Anthropic推出的开放标准，正在重新定义AI应用与外部系统的交互方式，它不仅解决了传统API集成的复杂性问题，更为开发者提供了一个统一、安全、高效的连接框架。在过去几个月的实践中，我发现许多开发者对MCP的概念理解透彻，但在实际动手构建MCP服务器时却遇到了各种技术壁垒。从环境配置的细节问题到SDK API的深度理解，从第一个Hello World程序的调试到生产环境的部署优化，每一个环节都可能成为初学者的绊脚石。因此，我决定撰写这篇全面的实战指南，以零基础开发者的视角，通过TypeScript和Python两种主流语言的并行讲解，帮助大家从理论走向实践。本文将涵盖完整的开发环境搭建流程、MCP SDK核心API的深度剖析、实际项目的逐步构建过程，以及我在开发过程中积累的调试技巧和问题解决方案。我相信，通过这篇文章的学习，读者不仅能够掌握MCP服务器开发的核心技能，更能够理解MCP协议的设计哲学和最佳实践，为后续的深度开发和创新应用奠定坚实基础。

1. MCP协议基础概念

1.1 什么是MCP服务器

MCP（Model Context Protocol）服务器是一个实现了MCP协议标准的应用程序，它作为AI模型与外部资源之间的桥梁，提供工具（Tools）、资源（Resources）和提示（Prompts）等功能。

图1 MCP服务器架构图

1.2 核心组件说明

2. 开发环境搭建与配置

2.1 TypeScript开发环境

2.1.1 基础环境准备

# 安装Node.js (推荐v18+)
node --version
npm --version

# 创建项目目录
mkdir mcp-server-ts
cd mcp-server-ts

# 初始化项目
npm init -y

2.1.2 依赖包安装

# 安装MCP SDK
npm install @modelcontextprotocol/sdk

# 安装TypeScript相关依赖
npm install -D typescript @types/node ts-node nodemon

# 安装其他工具库
npm install zod dotenv

2.1.3 TypeScript配置

// tsconfig.json
{
"compilerOptions": {
"target": "ES2020",
"module": "commonjs",
"lib": ["ES2020"],
"outDir": "./dist",
"rootDir": "./src",
"strict": true,
"esModuleInterop": true,
"skipLibCheck": true,
"forceConsistentCasingInFileNames": true,
"resolveJsonModule": true,
"declaration": true,
"declarationMap": true,
"sourceMap": true
},
"include": ["src/**/*"],
"exclude": ["node_modules", "dist"]
}

2.2 Python开发环境

2.2.1 虚拟环境创建

# 创建项目目录
mkdir mcp-server-py
cd mcp-server-py

# 创建虚拟环境
python -m venv venv

# 激活虚拟环境 (Windows)
venv\Scripts\activate
# 激活虚拟环境 (Linux/Mac)
source venv/bin/activate

2.2.2 依赖包安装

# 安装MCP SDK
pip install mcp

# 安装开发工具
pip install python-dotenv pydantic typing-extensions

# 生成requirements.txt
pip freeze > requirements.txt

2.3 开发工具配置

图2 开发环境配置流程图

3. MCP SDK核心API详解

3.1 服务器初始化

3.1.1 TypeScript实现

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

class MCPServer {
private server: Server;

constructor() {
// 初始化服务器实例
this.server = new Server(
{
name: 'example-server',
version: '0.1.0',
},
{
capabilities: {
tools: {}, // 支持工具功能
resources: {}, // 支持资源功能
prompts: {}, // 支持提示功能
},
}
);

this.setupHandlers();
}

private setupHandlers(): void {
// 设置工具列表处理器
this.server.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, async () => {
return {
tools: this.getAvailableTools(),
};
});

// 设置工具调用处理器
this.server.setRequestHandler(CallToolRequestSchema, async (request) => {
return await this.handleToolCall(request.params);
});
}

private getAvailableTools(): Tool[] {
return [
{
name: 'echo',
description: '回显输入的文本',
inputSchema: {
type: 'object',
properties: {
text: {
type: 'string',
description: '要回显的文本',
},
},
required: ['text'],
},
},
];
}

private async handleToolCall(params: any) {
const { name, arguments: args } = params;

switch (name) {
case 'echo':
return {
content: [
{
type: 'text',
text: `Echo: ${args.text}`,
},
],
};
default:
throw new Error(`Unknown tool: ${name}`);
}
}

async start(): Promise<void> {
const transport = new StdioServerTransport();
await this.server.connect(transport);
console.error('MCP Server started successfully');
}
}

// 启动服务器
const server = new MCPServer();
server.start().catch(console.error);

3.1.2 Python实现

# server.py
import asyncio
import logging
from typing import Any, Sequence

from mcp.server import Server
from mcp.server.models import InitializationOptions
from mcp.server.stdio import stdio_server
from mcp.types import (
CallToolRequest,
ListToolsRequest,
Tool,
TextContent,
CallToolResult,
)

# 配置日志
logging.basicConfig(level=logging.INFO)
logger = logging.getLogger(__name__)

class MCPServer:
def __init__(self):
self.server = Server("example-server")
self.setup_handlers()

def setup_handlers(self):
"""设置请求处理器"""

@self.server.list_tools()
async def handle_list_tools() -> list[Tool]:
"""返回可用工具列表"""
return [
Tool(
name="echo",
description="回显输入的文本",
inputSchema={
"type": "object",
"properties": {
"text": {
"type": "string",
"description": "要回显的文本",
}
},
"required": ["text"],
},
)
]

@self.server.call_tool()
async def handle_call_tool(
name: str, arguments: dict[str, Any]
) -> list[TextContent]:
"""处理工具调用"""
if name == "echo":
text = arguments.get("text", "")
return [
TextContent(
type="text",
text=f"Echo: {text}",
)
]
else:
raise ValueError(f"Unknown tool: {name}")

async def main():
"""主函数"""
server = MCPServer()

# 使用stdio传输启动服务器
async with stdio_server() as (read_stream, write_stream):
await server.server.run(
read_stream,
write_stream,
InitializationOptions(
server_name="example-server",
server_version="0.1.0",
capabilities=server.server.get_capabilities(
notification_options=None,
experimental_capabilities=None,
),
),
)

if __name__ == "__main__":
asyncio.run(main())

3.2 核心API对比分析

4. 第一个Hello World服务器

4.1 项目结构设计

图3 项目结构组织图

4.2 完整实现示例

4.2.1 TypeScript版本

// src/handlers/tools.ts
import { Tool, CallToolRequest } from '@modelcontextprotocol/sdk/types.js';

export class ToolHandler {
getTools(): Tool[] {
return [
{
name: 'hello',
description: '返回问候语',
inputSchema: {
type: 'object',
properties: {
name: {
type: 'string',
description: '要问候的名字',
default: 'World'
}
}
}
},
{
name: 'calculate',
description: '执行简单的数学计算',
inputSchema: {
type: 'object',
properties: {
operation: {
type: 'string',
enum: ['add', 'subtract', 'multiply', 'divide'],
description: '计算操作类型'
},
a: {
type: 'number',
description: '第一个数字'
},
b: {
type: 'number',
description: '第二个数字'
}
},
required: ['operation', 'a', 'b']
}
}
];
}

async handleCall(name: string, args: any) {
switch (name) {
case 'hello':
return this.handleHello(args);
case 'calculate':
return this.handleCalculate(args);
default:
throw new Error(`未知工具: ${name}`);
}
}

private handleHello(args: any) {
const name = args.name || 'World';
return {
content: [
{
type: 'text',
text: `Hello, ${name}! 欢迎使用MCP服务器！`
}
]
};
}

private handleCalculate(args: any) {
const { operation, a, b } = args;
let result: number;

switch (operation) {
case 'add':
result = a + b;
break;
case 'subtract':
result = a - b;
break;
case 'multiply':
result = a * b;
break;
case 'divide':
if (b === 0) {
throw new Error('除数不能为零');
}
result = a / b;
break;
default:
throw new Error(`不支持的操作: ${operation}`);
}

return {
content: [
{
type: 'text',
text: `计算结果: ${a} ${operation} ${b} = ${result}`
}
]
};
}
}

4.2.2 Python版本

# handlers/tools.py
from typing import Any, List
from mcp.types import Tool, TextContent

class ToolHandler:
def get_tools(self) -> List[Tool]:
"""返回可用工具列表"""
return [
Tool(
name="hello",
description="返回问候语",
inputSchema={
"type": "object",
"properties": {
"name": {
"type": "string",
"description": "要问候的名字",
"default": "World"
}
}
}
),
Tool(
name="calculate",
description="执行简单的数学计算",
inputSchema={
"type": "object",
"properties": {
"operation": {
"type": "string",
"enum": ["add", "subtract", "multiply", "divide"],
"description": "计算操作类型"
},
"a": {
"type": "number",
"description": "第一个数字"
},
"b": {
"type": "number",
"description": "第二个数字"
}
},
"required": ["operation", "a", "b"]
}
)
]

async def handle_call(self, name: str, arguments: dict[str, Any]) -> List[TextContent]:
"""处理工具调用"""
if name == "hello":
return await self._handle_hello(arguments)
elif name == "calculate":
return await self._handle_calculate(arguments)
else:
raise ValueError(f"未知工具: {name}")

async def _handle_hello(self, args: dict[str, Any]) -> List[TextContent]:
"""处理问候工具"""
name = args.get("name", "World")
return [
TextContent(
type="text",
text=f"Hello, {name}! 欢迎使用MCP服务器！"
)
]

async def _handle_calculate(self, args: dict[str, Any]) -> List[TextContent]:
"""处理计算工具"""
operation = args["operation"]
a = args["a"]
b = args["b"]

if operation == "add":
result = a + b
elif operation == "subtract":
result = a - b
elif operation == "multiply":
result = a * b
elif operation == "divide":
if b == 0:
raise ValueError("除数不能为零")
result = a / b
else:
raise ValueError(f"不支持的操作: {operation}")

return [
TextContent(
type="text",
text=f"计算结果: {a} {operation} {b} = {result}"
)
]

4.3 服务器启动脚本

// package.json (TypeScript)
{
"name": "mcp-hello-world",
"version": "1.0.0",
"scripts": {
"build": "tsc",
"start": "node dist/server.js",
"dev": "ts-node src/server.ts",
"watch": "nodemon --exec ts-node src/server.ts"
}
}

# run.py (Python)
#!/usr/bin/env python3
import asyncio
import sys
from server import main

if __name__ == "__main__":
try:
asyncio.run(main())
except KeyboardInterrupt:
print("\n服务器已停止")
sys.exit(0)
except Exception as e:
print(f"服务器启动失败: {e}")
sys.exit(1)

5. 调试技巧与常见问题解决

5.1 调试工具配置

5.1.1 日志系统设置

// src/utils/logger.ts
export class Logger {
private static instance: Logger;

static getInstance(): Logger {
if (!Logger.instance) {
Logger.instance = new Logger();
}
return Logger.instance;
}

info(message: string, data?: any): void {
console.error(`[INFO] ${new Date().toISOString()}: ${message}`);
if (data) {
console.error(JSON.stringify(data, null, 2));
}
}

error(message: string, error?: Error): void {
console.error(`[ERROR] ${new Date().toISOString()}: ${message}`);
if (error) {
console.error(error.stack);
}
}

debug(message: string, data?: any): void {
if (process.env.DEBUG === 'true') {
console.error(`[DEBUG] ${new Date().toISOString()}: ${message}`);
if (data) {
console.error(JSON.stringify(data, null, 2));
}
}
}
}

5.1.2 MCP Inspector使用

# 安装MCP Inspector
npm install -g @modelcontextprotocol/inspector

# 启动调试会话
mcp-inspector typescript ts-node src/server.ts

5.2 常见问题解决方案

图4 常见问题分类图

5.3 问题诊断清单

5.4 性能优化建议

"优化不是过早的，而是持续的。在MCP服务器开发中，性能监控应该从第一行代码开始。" —— 性能优化最佳实践

// 性能监控示例
class PerformanceMonitor {
private metrics: Map<string, number[]> = new Map();

startTimer(operation: string): () => void {
const start = Date.now();
return () => {
const duration = Date.now() - start;
if (!this.metrics.has(operation)) {
this.metrics.set(operation, []);
}
this.metrics.get(operation)!.push(duration);
};
}

getStats(operation: string) {
const times = this.metrics.get(operation) || [];
if (times.length === 0) return null;

const avg = times.reduce((a, b) => a + b, 0) / times.length;
const max = Math.max(...times);
const min = Math.min(...times);

return { avg, max, min, count: times.length };
}
}

6. 进阶功能实现

6.1 资源管理

// 资源处理器实现
export class ResourceHandler {
async listResources() {
return [
{
uri: 'file://config.json',
name: '配置文件',
description: '服务器配置信息',
mimeType: 'application/json'
}
];
}

async readResource(uri: string) {
if (uri === 'file://config.json') {
return {
contents: [
{
uri,
mimeType: 'application/json',
text: JSON.stringify({
version: '1.0.0',
features: ['tools', 'resources']
}, null, 2)
}
]
};
}
throw new Error(`资源未找到: ${uri}`);
}
}

6.2 提示模板系统

7. 测试与质量保证

7.1 单元测试框架

// tests/tools.test.ts
import { ToolHandler } from '../src/handlers/tools';

describe('ToolHandler', () => {
let handler: ToolHandler;

beforeEach(() => {
handler = new ToolHandler();
});

test('should return greeting', async () => {
const result = await handler.handleCall('hello', { name: 'Test' });
expect(result.content[0].text).toContain('Hello, Test!');
});

test('should calculate addition', async () => {
const result = await handler.handleCall('calculate', {
operation: 'add',
a: 5,
b: 3
});
expect(result.content[0].text).toContain('= 8');
});
});

提示处理器

class PromptHandler:
def get_prompts(self) -> List[Prompt]:
return [
Prompt(
name="code_review",
description="代码审查提示模板",
arguments=[
PromptArgument(
name="language",
description="编程语言",
required=True
),
PromptArgument(
name="code",
description="要审查的代码",
required=True
)
]
)
]
async def get_prompt(self, name: str, arguments: dict) -> GetPromptResult:
if name == "code_review":
language = arguments.get("language", "")
code = arguments.get("code", "")

prompt_text = f"""

请审查以下{language}代码：

{code}
请从以下方面进行评估：
1. 代码质量和可读性
2. 性能优化建议
3. 安全性考虑
4. 最佳实践遵循情况
"""
return GetPromptResult(
description=f"{language}代码审查",
messages=[
PromptMessage(
role="user",
content=TextContent(type="text", text=prompt_text)
)
]
)

raise ValueError(f"未知提示: {name}")

7.2 集成测试

# tests/test_integration.py
import pytest
import asyncio
from server import MCPServer

@pytest.mark.asyncio
async def test_server_initialization():
"""测试服务器初始化"""
server = MCPServer()
assert server.server is not None

@pytest.mark.asyncio
async def test_tool_execution():
"""测试工具执行"""
server = MCPServer()
tools = await server.tool_handler.get_tools()
assert len(tools) > 0
assert any(tool.name == "hello" for tool in tools)

总结

经过这篇详尽的实战指南，我作为博主摘星想要与大家分享一些深度思考和实践心得。MCP服务器开发虽然在技术层面并不复杂，但要构建一个真正生产可用、性能优异的服务器，需要我们在多个维度上精益求精。从我的开发经验来看，TypeScript和Python两种语言各有优势：TypeScript在类型安全和开发体验上表现卓越，特别适合大型项目和团队协作；而Python则在快速原型开发和AI生态集成方面更具优势，其简洁的语法和丰富的库生态让开发者能够快速实现复杂功能。在实际项目中，我建议开发者根据团队技术栈、项目规模和性能要求来选择合适的语言。更重要的是，MCP协议的真正价值不仅在于技术实现，更在于它为AI应用生态带来的标准化和互操作性。通过本文的学习，我们不仅掌握了MCP服务器的开发技能，更重要的是理解了现代AI应用架构的设计思想。随着AI技术的快速发展，MCP协议必将成为连接AI模型与外部世界的重要桥梁，而掌握MCP服务器开发技能的开发者，也将在这个充满机遇的时代中占据先机。我鼓励每一位读者都能够动手实践，从简单的Hello World开始，逐步构建更复杂、更实用的MCP服务器，为AI应用的发展贡献自己的力量。

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