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工具

协议版本: 2025-11-25

模型上下文协议(MCP)允许服务器公开可由语言模型调用的工具。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。每个工具由名称唯一标识,并包含描述其模式的元数据。

1 用户交互模型

MCP 中的工具被设计为模型控制的,这意味着语言模型可以根据其上下文理解和用户的提示自动发现和调用工具。

然而,实现可以通过任何适合其需求的界面模式公开工具——协议本身不强制要求任何特定的用户交互模型。

警告:为了信任与安全以及安全性,应该始终有一个人在循环中,有能力拒绝工具调用。

应用程序应该

  • 提供清楚显示哪些工具正在暴露给 AI 模型的 UI
  • 在调用工具时插入清晰的视觉指示器
  • 向用户显示操作确认提示,以确保有人在循环中

2 能力

支持工具的服务器必须声明 tools 能力:

json
{
  "capabilities": {
    "tools": {
      "listChanged": true
    }
  }
}

listChanged 表示服务器是否会在可用工具列表更改时发出通知。

3 协议消息

3.1 列出工具

要发现可用工具,客户端发送 tools/list 请求。此操作支持分页。

请求:

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 1,
  "method": "tools/list",
  "params": {
    "cursor": "optional-cursor-value"
  }
}

响应:

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 1,
  "result": {
    "tools": [
      {
        "name": "get_weather",
        "title": "Weather Information Provider",
        "description": "Get current weather information for a location",
        "inputSchema": {
          "type": "object",
          "properties": {
            "location": {
              "type": "string",
              "description": "City name or zip code"
            }
          },
          "required": ["location"]
        },
        "icons": [
          {
            "src": "https://example.com/weather-icon.png",
            "mimeType": "image/png",
            "sizes": ["48x48"]
          }
        ]
      }
    ],
    "nextCursor": "next-page-cursor"
  }
}

3.2 调用工具

要调用工具,客户端发送 tools/call 请求:

请求:

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 2,
  "method": "tools/call",
  "params": {
    "name": "get_weather",
    "arguments": {
      "location": "New York"
    }
  }
}

响应:

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 2,
  "result": {
    "content": [
      {
        "type": "text",
        "text": "Current weather in New York:\nTemperature: 72°F\nConditions: Partly cloudy"
      }
    ],
    "isError": false
  }
}

3.3 列表变更通知

当可用工具列表更改时,声明了 listChanged 能力的服务器应该发送通知:

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "method": "notifications/tools/list_changed"
}

4 消息流程

5 数据类型

5.1 Tool

工具定义包括:

  • name:工具的唯一标识符
  • title:可选的用于显示目的的人类可读工具名称
  • description:功能的人类可读描述
  • inputSchema:定义预期参数的 JSON Schema
    • 遵循 JSON Schema 使用指南
    • 如果没有 $schema 字段,默认为 2020-12
    • 必须是有效的 JSON Schema 对象(不是 null
    • 对于没有参数的工具,使用以下有效方法之一:
      • { "type": "object", "additionalProperties": false } - 推荐:明确只接受空对象
      • { "type": "object" } - 接受任何对象(包括带属性的)
  • outputSchema:可选的定义预期输出结构的 JSON Schema
    • 遵循 JSON Schema 使用指南
    • 如果没有 $schema 字段,默认为 2020-12
  • annotations:描述工具行为的可选属性

警告:为了信任与安全以及安全性,客户端必须将工具注解视为不可信的,除非它们来自受信任的服务器。

5.1.1 工具名称

  • 工具名称应该在 1 到 128 个字符之间(含)
  • 工具名称应该被视为区分大小写
  • 以下应该是唯一允许的字符:大小写 ASCII 字母(A-Z、a-z)、数字(0-9)、下划线(_)、连字符(-)和点(.)
  • 工具名称不应该包含空格、逗号或其他特殊字符
  • 工具名称应该在服务器内唯一
  • 有效工具名称示例:
    • getUser
    • DATA_EXPORT_v2
    • admin.tools.list

5.2 工具结果

工具结果可以包含结构化非结构化内容。

非结构化内容在结果的 content 字段中返回,可以包含不同类型的多个内容项:

所有内容类型(文本、图像、音频、资源链接和嵌入式资源)都支持可选注解,提供关于受众、优先级和修改时间的元数据。这是与资源和提示使用的相同注解格式。

5.2.1 文本内容

json
{
  "type": "text",
  "text": "Tool result text"
}

5.2.2 图像内容

json
{
  "type": "image",
  "data": "base64-encoded-data",
  "mimeType": "image/png",
  "annotations": {
    "audience": ["user"],
    "priority": 0.9
  }
}

5.2.3 音频内容

json
{
  "type": "audio",
  "data": "base64-encoded-audio-data",
  "mimeType": "audio/wav"
}

5.2.4 资源链接

工具可以返回资源链接,以提供额外的上下文或数据。在这种情况下,工具将返回一个可以被客户端订阅或获取的 URI:

json
{
  "type": "resource_link",
  "uri": "file:///project/src/main.rs",
  "name": "main.rs",
  "description": "Primary application entry point",
  "mimeType": "text/x-rust"
}

资源链接支持与常规资源相同的资源注解,以帮助客户端理解如何使用它们。

工具返回的资源链接不保证出现在 resources/list 请求的结果中。

5.2.5 嵌入式资源

资源可以被嵌入以使用合适的 URI 方案提供额外的上下文或数据。使用嵌入式资源的服务器应该实现 resources 能力:

json
{
  "type": "resource",
  "resource": {
    "uri": "file:///project/src/main.rs",
    "mimeType": "text/x-rust",
    "text": "fn main() {\n    println!(\"Hello world!\");\n}",
    "annotations": {
      "audience": ["user", "assistant"],
      "priority": 0.7,
      "lastModified": "2025-05-03T14:30:00Z"
    }
  }
}

嵌入式资源支持与常规资源相同的资源注解,以帮助客户端理解如何使用它们。

5.2.6 结构化内容

结构化内容作为 JSON 对象在结果的 structuredContent 字段中返回。

为了向后兼容,返回结构化内容的工具也应该在 TextContent 块中返回序列化的 JSON。

5.2.7 输出模式

工具还可以为结构化结果的验证提供输出模式。如果提供了输出模式:

  • 服务器必须提供符合此模式的结构化结果
  • 客户端应该根据此模式验证结构化结果

带有输出模式的工具示例:

json
{
  "name": "get_weather_data",
  "title": "Weather Data Retriever",
  "description": "Get current weather data for a location",
  "inputSchema": {
    "type": "object",
    "properties": {
      "location": {
        "type": "string",
        "description": "City name or zip code"
      }
    },
    "required": ["location"]
  },
  "outputSchema": {
    "type": "object",
    "properties": {
      "temperature": {
        "type": "number",
        "description": "Temperature in celsius"
      },
      "conditions": {
        "type": "string",
        "description": "Weather conditions description"
      },
      "humidity": {
        "type": "number",
        "description": "Humidity percentage"
      }
    },
    "required": ["temperature", "conditions", "humidity"]
  }
}

此工具的有效响应示例:

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 5,
  "result": {
    "content": [
      {
        "type": "text",
        "text": "{\"temperature\": 22.5, \"conditions\": \"Partly cloudy\", \"humidity\": 65}"
      }
    ],
    "structuredContent": {
      "temperature": 22.5,
      "conditions": "Partly cloudy",
      "humidity": 65
    }
  }
}

提供输出模式通过以下方式帮助客户端和 LLM 理解和正确处理结构化工具输出:

  • 启用响应的严格模式验证
  • 提供类型信息以更好地与编程语言集成
  • 指导客户端和 LLM 正确解析和利用返回的数据
  • 支持更好的文档和开发者体验

5.3 模式示例

使用默认 2020-12 模式的工具

json
{
  "name": "calculate_sum",
  "description": "Add two numbers",
  "inputSchema": {
    "type": "object",
    "properties": {
      "a": { "type": "number" },
      "b": { "type": "number" }
    },
    "required": ["a", "b"]
  }
}

使用显式 draft-07 模式的工具

json
{
  "name": "calculate_sum",
  "description": "Add two numbers",
  "inputSchema": {
    "$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
    "type": "object",
    "properties": {
      "a": { "type": "number" },
      "b": { "type": "number" }
    },
    "required": ["a", "b"]
  }
}

没有参数的工具

json
{
  "name": "get_current_time",
  "description": "Returns the current server time",
  "inputSchema": {
    "type": "object",
    "additionalProperties": false
  }
}

6 错误处理

工具使用两种错误报告机制:

  1. 协议错误:用于以下问题的标准 JSON-RPC 错误:

    • 未知工具
    • 格式错误的请求(未能满足 CallToolRequest 模式的请求)
    • 服务器错误
  2. 工具执行错误:在工具结果中使用 isError: true 报告:

    • API 失败
    • 输入验证错误(例如日期格式错误、值超出范围)
    • 业务逻辑错误

工具执行错误包含可操作的反馈,语言模型可以使用它来自我纠正并使用调整后的参数重试。协议错误指示请求结构本身的问题,模型不太可能能够修复。客户端应该向语言模型提供工具执行错误以启用自我纠正。客户端可以向语言模型提供协议错误,尽管这些不太可能导致成功恢复。

协议错误示例:

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 3,
  "error": {
    "code": -32602,
    "message": "Unknown tool: invalid_tool_name"
  }
}

工具执行错误示例(输入验证):

json
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": 4,
  "result": {
    "content": [
      {
        "type": "text",
        "text": "Invalid departure date: must be in the future. Current date is 08/08/2025."
      }
    ],
    "isError": true
  }
}

7 安全注意事项

  1. 服务器必须

    • 验证所有工具输入
    • 实施适当的访问控制
    • 对工具调用进行速率限制
    • 清理工具输出
  2. 客户端应该

    • 对敏感操作提示用户确认
    • 在调用服务器之前向用户显示工具输入,以避免恶意或意外的数据泄露
    • 在传递给 LLM 之前验证工具结果
    • 为工具调用实施超时
    • 记录工具使用以供审计