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Diese Lektion konzentriert sich auf fortgeschrittene Best Practices für die Entwicklung, das Testen und den Einsatz von MCP-Servern und -Funktionen in Produktionsumgebungen. Da MCP-Ökosysteme an Komplexität und Bedeutung gewinnen, sorgt die Einhaltung etablierter Muster für Zuverlässigkeit, Wartbarkeit und Interoperabilität. Diese Lektion fasst praktische Erkenntnisse aus realen MCP-Implementierungen zusammen, um Sie bei der Erstellung robuster, effizienter Server mit effektiven Ressourcen, Eingabeaufforderungen und Tools zu unterstützen.
Am Ende dieser Lektion werden Sie in der Lage sein:
- Branchen-Best Practices für das Design von MCP-Servern und -Funktionen anzuwenden
- Umfassende Teststrategien für MCP-Server zu entwickeln
- Effiziente, wiederverwendbare Workflow-Muster für komplexe MCP-Anwendungen zu entwerfen
- Angemessenes Fehlerhandling, Logging und Observability in MCP-Servern zu implementieren
- MCP-Implementierungen hinsichtlich Leistung, Sicherheit und Wartbarkeit zu optimieren
Bevor wir uns spezifischen Implementierungspraktiken widmen, ist es wichtig, die grundlegenden Prinzipien zu verstehen, die eine effektive MCP-Entwicklung leiten:
-
Standardisierte Kommunikation: MCP basiert auf JSON-RPC 2.0 und bietet ein konsistentes Format für Anfragen, Antworten und Fehlerbehandlung in allen Implementierungen.
-
Benutzerzentriertes Design: Stellen Sie in Ihren MCP-Implementierungen stets die Zustimmung, Kontrolle und Transparenz der Benutzer in den Vordergrund.
-
Sicherheit an erster Stelle: Implementieren Sie robuste Sicherheitsmaßnahmen wie Authentifizierung, Autorisierung, Validierung und Ratenbegrenzung.
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Modulare Architektur: Entwerfen Sie Ihre MCP-Server modular, sodass jedes Tool und jede Ressource einen klaren, fokussierten Zweck erfüllt.
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Zustandsbehaftete Verbindungen: Nutzen Sie die Fähigkeit von MCP, den Zustand über mehrere Anfragen hinweg beizubehalten, um kohärentere und kontextbewusstere Interaktionen zu ermöglichen.
Die folgenden Best Practices stammen aus der offiziellen Model Context Protocol-Dokumentation:
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Benutzerzustimmung und -kontrolle: Fordern Sie immer die ausdrückliche Zustimmung der Benutzer ein, bevor Sie Daten abrufen oder Operationen ausführen. Bieten Sie klare Kontrolle darüber, welche Daten geteilt werden und welche Aktionen autorisiert sind.
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Datenschutz: Geben Sie Benutzerdaten nur mit ausdrücklicher Zustimmung frei und schützen Sie diese durch geeignete Zugriffskontrollen. Verhindern Sie unbefugte Datenübertragungen.
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Tool-Sicherheit: Fordern Sie die ausdrückliche Zustimmung der Benutzer ein, bevor Sie ein Tool aufrufen. Stellen Sie sicher, dass die Benutzer die Funktionalität jedes Tools verstehen, und setzen Sie robuste Sicherheitsgrenzen durch.
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Tool-Berechtigungskontrolle: Konfigurieren Sie, welche Tools ein Modell während einer Sitzung verwenden darf, und stellen Sie sicher, dass nur ausdrücklich autorisierte Tools zugänglich sind.
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Authentifizierung: Fordern Sie eine ordnungsgemäße Authentifizierung an, bevor Sie Zugriff auf Tools, Ressourcen oder sensible Operationen gewähren, z. B. durch API-Schlüssel, OAuth-Token oder andere sichere Authentifizierungsmethoden.
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Parameter-Validierung: Erzwingen Sie die Validierung aller Tool-Aufrufe, um zu verhindern, dass fehlerhafte oder bösartige Eingaben die Tool-Implementierungen erreichen.
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Ratenbegrenzung: Implementieren Sie Ratenbegrenzungen, um Missbrauch zu verhindern und eine faire Nutzung der Serverressourcen sicherzustellen.
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Fähigkeitsaushandlung: Tauschen Sie während der Verbindungsherstellung Informationen über unterstützte Funktionen, Protokollversionen, verfügbare Tools und Ressourcen aus.
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Tool-Design: Entwickeln Sie spezialisierte Tools, die eine Aufgabe gut erledigen, anstatt monolithische Tools, die mehrere Anliegen behandeln.
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Fehlerbehandlung: Implementieren Sie standardisierte Fehlermeldungen und -codes, um Probleme zu diagnostizieren, Fehler elegant zu behandeln und umsetzbares Feedback zu geben.
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Logging: Konfigurieren Sie strukturierte Logs für Audits, Debugging und die Überwachung von Protokollinteraktionen.
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Fortschrittsverfolgung: Berichten Sie bei langwierigen Operationen über Fortschrittsaktualisierungen, um reaktionsfähige Benutzeroberflächen zu ermöglichen.
-
Anfrageabbruch: Ermöglichen Sie es Clients, laufende Anfragen abzubrechen, die nicht mehr benötigt werden oder zu lange dauern.
Für die aktuellsten Informationen zu MCP-Best Practices siehe:
Jedes MCP-Tool sollte einen klaren, fokussierten Zweck haben. Entwickeln Sie spezialisierte Tools, die in spezifischen Aufgaben glänzen, anstatt monolithische Tools, die mehrere Anliegen behandeln.
// A focused tool that does one thing well
public class WeatherForecastTool : ITool
{
private readonly IWeatherService _weatherService;
public WeatherForecastTool(IWeatherService weatherService)
{
_weatherService = weatherService;
}
public string Name => "weatherForecast";
public string Description => "Gets weather forecast for a specific location";
public ToolDefinition GetDefinition()
{
return new ToolDefinition
{
Name = Name,
Description = Description,
Parameters = new Dictionary<string, ParameterDefinition>
{
["location"] = new ParameterDefinition
{
Type = ParameterType.String,
Description = "City or location name"
},
["days"] = new ParameterDefinition
{
Type = ParameterType.Integer,
Description = "Number of forecast days",
Default = 3
}
},
Required = new[] { "location" }
};
}
public async Task<ToolResponse> ExecuteAsync(IDictionary<string, object> parameters)
{
var location = parameters["location"].ToString();
var days = parameters.ContainsKey("days")
? Convert.ToInt32(parameters["days"])
: 3;
var forecast = await _weatherService.GetForecastAsync(location, days);
return new ToolResponse
{
Content = new List<ContentItem>
{
new TextContent(JsonSerializer.Serialize(forecast))
}
};
}
}Implementieren Sie robuste Fehlerbehandlungen mit informativen Fehlermeldungen und geeigneten Wiederherstellungsmechanismen.
# Python example with comprehensive error handling
class DataQueryTool:
def get_name(self):
return "dataQuery"
def get_description(self):
return "Queries data from specified database tables"
async def execute(self, parameters):
try:
# Parameter validation
if "query" not in parameters:
raise ToolParameterError("Missing required parameter: query")
query = parameters["query"]
# Security validation
if self._contains_unsafe_sql(query):
raise ToolSecurityError("Query contains potentially unsafe SQL")
try:
# Database operation with timeout
async with timeout(10): # 10 second timeout
result = await self._database.execute_query(query)
return ToolResponse(
content=[TextContent(json.dumps(result))]
)
except asyncio.TimeoutError:
raise ToolExecutionError("Database query timed out after 10 seconds")
except DatabaseConnectionError as e:
# Connection errors might be transient
self._log_error("Database connection error", e)
raise ToolExecutionError(f"Database connection error: {str(e)}")
except DatabaseQueryError as e:
# Query errors are likely client errors
self._log_error("Database query error", e)
raise ToolExecutionError(f"Invalid query: {str(e)}")
except ToolError:
# Let tool-specific errors pass through
raise
except Exception as e:
# Catch-all for unexpected errors
self._log_error("Unexpected error in DataQueryTool", e)
raise ToolExecutionError(f"An unexpected error occurred: {str(e)}")
def _contains_unsafe_sql(self, query):
# Implementation of SQL injection detection
pass
def _log_error(self, message, error):
# Implementation of error logging
passValidieren Sie Parameter immer gründlich, um fehlerhafte oder bösartige Eingaben zu verhindern.
// JavaScript/TypeScript example with detailed parameter validation
class FileOperationTool {
getName() {
return "fileOperation";
}
getDescription() {
return "Performs file operations like read, write, and delete";
}
getDefinition() {
return {
name: this.getName(),
description: this.getDescription(),
parameters: {
operation: {
type: "string",
description: "Operation to perform",
enum: ["read", "write", "delete"]
},
path: {
type: "string",
description: "File path (must be within allowed directories)"
},
content: {
type: "string",
description: "Content to write (only for write operation)",
optional: true
}
},
required: ["operation", "path"]
};
}
async execute(parameters) {
// 1. Validate parameter presence
if (!parameters.operation) {
throw new ToolError("Missing required parameter: operation");
}
if (!parameters.path) {
throw new ToolError("Missing required parameter: path");
}
// 2. Validate parameter types
if (typeof parameters.operation !== "string") {
throw new ToolError("Parameter 'operation' must be a string");
}
if (typeof parameters.path !== "string") {
throw new ToolError("Parameter 'path' must be a string");
}
// 3. Validate parameter values
const validOperations = ["read", "write", "delete"];
if (!validOperations.includes(parameters.operation)) {
throw new ToolError(`Invalid operation. Must be one of: ${validOperations.join(", ")}`);
}
// 4. Validate content presence for write operation
if (parameters.operation === "write" && !parameters.content) {
throw new ToolError("Content parameter is required for write operation");
}
// 5. Path safety validation
if (!this.isPathWithinAllowedDirectories(parameters.path)) {
throw new ToolError("Access denied: path is outside of allowed directories");
}
// Implementation based on validated parameters
// ...
}
isPathWithinAllowedDirectories(path) {
// Implementation of path safety check
// ...
}
}// Java example with authentication and authorization
public class SecureDataAccessTool implements Tool {
private final AuthenticationService authService;
private final AuthorizationService authzService;
private final DataService dataService;
// Dependency injection
public SecureDataAccessTool(
AuthenticationService authService,
AuthorizationService authzService,
DataService dataService) {
this.authService = authService;
this.authzService = authzService;
this.dataService = dataService;
}
@Override
public String getName() {
return "secureDataAccess";
}
@Override
public ToolResponse execute(ToolRequest request) {
// 1. Extract authentication context
String authToken = request.getContext().getAuthToken();
// 2. Authenticate user
UserIdentity user;
try {
user = authService.validateToken(authToken);
} catch (AuthenticationException e) {
return ToolResponse.error("Authentication failed: " + e.getMessage());
}
// 3. Check authorization for the specific operation
String dataId = request.getParameters().get("dataId").getAsString();
String operation = request.getParameters().get("operation").getAsString();
boolean isAuthorized = authzService.isAuthorized(user, "data:" + dataId, operation);
if (!isAuthorized) {
return ToolResponse.error("Access denied: Insufficient permissions for this operation");
}
// 4. Proceed with authorized operation
try {
switch (operation) {
case "read":
Object data = dataService.getData(dataId, user.getId());
return ToolResponse.success(data);
case "update":
JsonNode newData = request.getParameters().get("newData");
dataService.updateData(dataId, newData, user.getId());
return ToolResponse.success("Data updated successfully");
default:
return ToolResponse.error("Unsupported operation: " + operation);
}
} catch (Exception e) {
return ToolResponse.error("Operation failed: " + e.getMessage());
}
}
}// C# rate limiting implementation
public class RateLimitingMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
private readonly IMemoryCache _cache;
private readonly ILogger<RateLimitingMiddleware> _logger;
// Configuration options
private readonly int _maxRequestsPerMinute;
public RateLimitingMiddleware(
RequestDelegate next,
IMemoryCache cache,
ILogger<RateLimitingMiddleware> logger,
IConfiguration config)
{
_next = next;
_cache = cache;
_logger = logger;
_maxRequestsPerMinute = config.GetValue<int>("RateLimit:MaxRequestsPerMinute", 60);
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
// 1. Get client identifier (API key or user ID)
string clientId = GetClientIdentifier(context);
// 2. Get rate limiting key for this minute
string cacheKey = $"rate_limit:{clientId}:{DateTime.UtcNow:yyyyMMddHHmm}";
// 3. Check current request count
if (!_cache.TryGetValue(cacheKey, out int requestCount))
{
requestCount = 0;
}
// 4. Enforce rate limit
if (requestCount >= _maxRequestsPerMinute)
{
_logger.LogWarning("Rate limit exceeded for client {ClientId}", clientId);
context.Response.StatusCode = StatusCodes.Status429TooManyRequests;
context.Response.Headers.Add("Retry-After", "60");
await context.Response.WriteAsJsonAsync(new
{
error = "Rate limit exceeded",
message = "Too many requests. Please try again later.",
retryAfterSeconds = 60
});
return;
}
// 5. Increment request count
_cache.Set(cacheKey, requestCount + 1, TimeSpan.FromMinutes(2));
// 6. Add rate limit headers
context.Response.Headers.Add("X-RateLimit-Limit", _maxRequestsPerMinute.ToString());
context.Response.Headers.Add("X-RateLimit-Remaining", (_maxRequestsPerMinute - requestCount - 1).ToString());
// 7. Continue with the request
await _next(context);
}
private string GetClientIdentifier(HttpContext context)
{
// Implementation to extract API key or user ID
// ...
}
}Testen Sie Ihre Tools immer isoliert, indem Sie externe Abhängigkeiten simulieren:
// TypeScript example of a tool unit test
describe('WeatherForecastTool', () => {
let tool: WeatherForecastTool;
let mockWeatherService: jest.Mocked<IWeatherService>;
beforeEach(() => {
// Create a mock weather service
mockWeatherService = {
getForecasts: jest.fn()
} as any;
// Create the tool with the mock dependency
tool = new WeatherForecastTool(mockWeatherService);
});
it('should return weather forecast for a location', async () => {
// Arrange
const mockForecast = {
location: 'Seattle',
forecasts: [
{ date: '2025-07-16', temperature: 72, conditions: 'Sunny' },
{ date: '2025-07-17', temperature: 68, conditions: 'Partly Cloudy' },
{ date: '2025-07-18', temperature: 65, conditions: 'Rain' }
]
};
mockWeatherService.getForecasts.mockResolvedValue(mockForecast);
// Act
const response = await tool.execute({
location: 'Seattle',
days: 3
});
// Assert
expect(mockWeatherService.getForecasts).toHaveBeenCalledWith('Seattle', 3);
expect(response.content[0].text).toContain('Seattle');
expect(response.content[0].text).toContain('Sunny');
});
it('should handle errors from the weather service', async () => {
// Arrange
mockWeatherService.getForecasts.mockRejectedValue(new Error('Service unavailable'));
// Act & Assert
await expect(tool.execute({
location: 'Seattle',
days: 3
})).rejects.toThrow('Weather service error: Service unavailable');
});
});Testen Sie den vollständigen Ablauf von Client-Anfragen bis zu Server-Antworten:
# Python integration test example
@pytest.mark.asyncio
async def test_mcp_server_integration():
# Start a test server
server = McpServer()
server.register_tool(WeatherForecastTool(MockWeatherService()))
await server.start(port=5000)
try:
# Create a client
client = McpClient("http://localhost:5000")
# Test tool discovery
tools = await client.discover_tools()
assert "weatherForecast" in [t.name for t in tools]
# Test tool execution
response = await client.execute_tool("weatherForecast", {
"location": "Seattle",
"days": 3
})
# Verify response
assert response.status_code == 200
assert "Seattle" in response.content[0].text
assert len(json.loads(response.content[0].text)["forecasts"]) == 3
finally:
# Clean up
await server.stop()Implementieren Sie geeignete Caching-Mechanismen, um Latenz und Ressourcennutzung zu reduzieren:
// C# example with caching
public class CachedWeatherTool : ITool
{
private readonly IWeatherService _weatherService;
private readonly IDistributedCache _cache;
private readonly ILogger<CachedWeatherTool> _logger;
public CachedWeatherTool(
IWeatherService weatherService,
IDistributedCache cache,
ILogger<CachedWeatherTool> logger)
{
_weatherService = weatherService;
_cache = cache;
_logger = logger;
}
public string Name => "weatherForecast";
public async Task<ToolResponse> ExecuteAsync(IDictionary<string, object> parameters)
{
var location = parameters["location"].ToString();
var days = Convert.ToInt32(parameters.GetValueOrDefault("days", 3));
// Create cache key
string cacheKey = $"weather:{location}:{days}";
// Try to get from cache
string cachedForecast = await _cache.GetStringAsync(cacheKey);
if (!string.IsNullOrEmpty(cachedForecast))
{
_logger.LogInformation("Cache hit for weather forecast: {Location}", location);
return new ToolResponse
{
Content = new List<ContentItem>
{
new TextContent(cachedForecast)
}
};
}
// Cache miss - get from service
_logger.LogInformation("Cache miss for weather forecast: {Location}", location);
var forecast = await _weatherService.GetForecastAsync(location, days);
string forecastJson = JsonSerializer.Serialize(forecast);
// Store in cache (weather forecasts valid for 1 hour)
await _cache.SetStringAsync(
cacheKey,
forecastJson,
new DistributedCacheEntryOptions
{
AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromHours(1)
});
return new ToolResponse
{
Content = new List<ContentItem>
{
new TextContent(forecastJson)
}
};
}
}Entwerfen Sie Tools so, dass sie ihre Abhängigkeiten über Konstruktor-Injection erhalten, um sie testbar und konfigurierbar zu machen:
// Java example with dependency injection
public class CurrencyConversionTool implements Tool {
private final ExchangeRateService exchangeService;
private final CacheService cacheService;
private final Logger logger;
// Dependencies injected through constructor
public CurrencyConversionTool(
ExchangeRateService exchangeService,
CacheService cacheService,
Logger logger) {
this.exchangeService = exchangeService;
this.cacheService = cacheService;
this.logger = logger;
}
// Tool implementation
// ...
}Entwerfen Sie Tools, die zusammengefügt werden können, um komplexere Workflows zu erstellen:
# Python example showing composable tools
class DataFetchTool(Tool):
def get_name(self):
return "dataFetch"
# Implementation...
class DataAnalysisTool(Tool):
def get_name(self):
return "dataAnalysis"
# This tool can use results from the dataFetch tool
async def execute_async(self, request):
# Implementation...
pass
class DataVisualizationTool(Tool):
def get_name(self):
return "dataVisualize"
# This tool can use results from the dataAnalysis tool
async def execute_async(self, request):
# Implementation...
pass
# These tools can be used independently or as part of a workflowDas Schema ist der Vertrag zwischen dem Modell und Ihrem Tool. Gut gestaltete Schemas führen zu einer besseren Nutzbarkeit der Tools.
Fügen Sie immer beschreibende Informationen für jeden Parameter hinzu:
public object GetSchema()
{
return new {
type = "object",
properties = new {
query = new {
type = "string",
description = "Search query text. Use precise keywords for better results."
},
filters = new {
type = "object",
description = "Optional filters to narrow down search results",
properties = new {
dateRange = new {
type = "string",
description = "Date range in format YYYY-MM-DD:YYYY-MM-DD"
},
category = new {
type = "string",
description = "Category name to filter by"
}
}
},
limit = new {
type = "integer",
description = "Maximum number of results to return (1-50)",
default = 10
}
},
required = new[] { "query" }
};
}Fügen Sie Validierungsbeschränkungen hinzu, um ungültige Eingaben zu verhindern:
Map<String, Object> getSchema() {
Map<String, Object> schema = new HashMap<>();
schema.put("type", "object");
Map<String, Object> properties = new HashMap<>();
// Email property with format validation
Map<String, Object> email = new HashMap<>();
email.put("type", "string");
email.put("format", "email");
email.put("description", "User email address");
// Age property with numeric constraints
Map<String, Object> age = new HashMap<>();
age.put("type", "integer");
age.put("minimum", 13);
age.put("maximum", 120);
age.put("description", "User age in years");
// Enumerated property
Map<String, Object> subscription = new HashMap<>();
subscription.put("type", "string");
subscription.put("enum", Arrays.asList("free", "basic", "premium"));
subscription.put("default", "free");
subscription.put("description", "Subscription tier");
properties.put("email", email);
properties.put("age", age);
properties.put("subscription", subscription);
schema.put("properties", properties);
schema.put("required", Arrays.asList("email"));
return schema;
}Halten Sie die Konsistenz Ihrer Antwortstrukturen aufrecht, um es Modellen zu erleichtern, Ergebnisse zu interpretieren:
async def execute_async(self, request):
try:
# Process request
results = await self._search_database(request.parameters["query"])
# Always return a consistent structure
return ToolResponse(
result={
"matches": [self._format_item(item) for item in results],
"totalCount": len(results),
"queryTime": calculation_time_ms,
"status": "success"
}
)
except Exception as e:
return ToolResponse(
result={
"matches": [],
"totalCount": 0,
"queryTime": 0,
"status": "error",
"error": str(e)
}
)
def _format_item(self, item):
"""Ensures each item has a consistent structure"""
return {
"id": item.id,
"title": item.title,
"summary": item.summary[:100] + "..." if len(item.summary) > 100 else item.summary,
"url": item.url,
"relevance": item.score
}Robuste Fehlerbehandlung ist entscheidend, damit MCP-Tools zuverlässig bleiben.
Behandeln Sie Fehler auf geeigneten Ebenen und geben Sie informative Meldungen aus:
public async Task<ToolResponse> ExecuteAsync(ToolRequest request)
{
try
{
string fileId = request.Parameters.GetProperty("fileId").GetString();
try
{
var fileData = await _fileService.GetFileAsync(fileId);
return new ToolResponse {
Result = JsonSerializer.SerializeToElement(fileData)
};
}
catch (FileNotFoundException)
{
throw new ToolExecutionException($"File not found: {fileId}");
}
catch (UnauthorizedAccessException)
{
throw new ToolExecutionException("You don't have permission to access this file");
}
catch (Exception ex) when (ex is IOException || ex is TimeoutException)
{
_logger.LogError(ex, "Error accessing file {FileId}", fileId);
throw new ToolExecutionException("Error accessing file: The service is temporarily unavailable");
}
}
catch (JsonException)
{
throw new ToolExecutionException("Invalid file ID format");
}
catch (Exception ex)
{
_logger.LogError(ex, "Unexpected error in FileAccessTool");
throw new ToolExecutionException("An unexpected error occurred");
}
}Geben Sie, wenn möglich, strukturierte Fehlerinformationen zurück:
@Override
public ToolResponse execute(ToolRequest request) {
try {
// Implementation
} catch (Exception ex) {
Map<String, Object> errorResult = new HashMap<>();
errorResult.put("success", false);
if (ex instanceof ValidationException) {
ValidationException validationEx = (ValidationException) ex;
errorResult.put("errorType", "validation");
errorResult.put("errorMessage", validationEx.getMessage());
errorResult.put("validationErrors", validationEx.getErrors());
return new ToolResponse.Builder()
.setResult(errorResult)
.build();
}
// Re-throw other exceptions as ToolExecutionException
throw new ToolExecutionException("Tool execution failed: " + ex.getMessage(), ex);
}
}Implementieren Sie geeignete Wiederholungslogiken für vorübergehende Fehler:
async def execute_async(self, request):
max_retries = 3
retry_count = 0
base_delay = 1 # seconds
while retry_count < max_retries:
try:
# Call external API
return await self._call_api(request.parameters)
except TransientError as e:
retry_count += 1
if retry_count >= max_retries:
raise ToolExecutionException(f"Operation failed after {max_retries} attempts: {str(e)}")
# Exponential backoff
delay = base_delay * (2 ** (retry_count - 1))
logging.warning(f"Transient error, retrying in {delay}s: {str(e)}")
await asyncio.sleep(delay)
except Exception as e:
# Non-transient error, don't retry
raise ToolExecutionException(f"Operation failed: {str(e)}")Implementieren Sie Caching für ressourcenintensive Operationen:
public class CachedDataTool : IMcpTool
{
private readonly IDatabase _database;
private readonly IMemoryCache _cache;
public CachedDataTool(IDatabase database, IMemoryCache cache)
{
_database = database;
_cache = cache;
}
public async Task<ToolResponse> ExecuteAsync(ToolRequest request)
{
var query = request.Parameters.GetProperty("query").GetString();
// Create cache key based on parameters
var cacheKey = $"data_query_{ComputeHash(query)}";
// Try to get from cache first
if (_cache.TryGetValue(cacheKey, out var cachedResult))
{
return new ToolResponse { Result = cachedResult };
}
// Cache miss - perform actual query
var result = await _database.QueryAsync(query);
// Store in cache with expiration
var cacheOptions = new MemoryCacheEntryOptions()
.SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromMinutes(15));
_cache.Set(cacheKey, JsonSerializer.SerializeToElement(result), cacheOptions);
return new ToolResponse { Result = JsonSerializer.SerializeToElement(result) };
}
private string ComputeHash(string input)
{
// Implementation to generate stable hash for cache key
}
}Verwenden Sie asynchrone Programmiermuster für I/O-gebundene Operationen:
public class AsyncDocumentProcessingTool implements Tool {
private final DocumentService documentService;
private final ExecutorService executorService;
@Override
public ToolResponse execute(ToolRequest request) {
String documentId = request.getParameters().get("documentId").asText();
// For long-running operations, return a processing ID immediately
String processId = UUID.randomUUID().toString();
// Start async processing
CompletableFuture.runAsync(() -> {
try {
// Perform long-running operation
documentService.processDocument(documentId);
// Update status (would typically be stored in a database)
processStatusRepository.updateStatus(processId, "completed");
} catch (Exception ex) {
processStatusRepository.updateStatus(processId, "failed", ex.getMessage());
}
}, executorService);
// Return immediate response with process ID
Map<String, Object> result = new HashMap<>();
result.put("processId", processId);
result.put("status", "processing");
result.put("estimatedCompletionTime", ZonedDateTime.now().plusMinutes(5));
return new ToolResponse.Builder().setResult(result).build();
}
// Companion status check tool
public class ProcessStatusTool implements Tool {
@Override
public ToolResponse execute(ToolRequest request) {
String processId = request.getParameters().get("processId").asText();
ProcessStatus status = processStatusRepository.getStatus(processId);
return new ToolResponse.Builder().setResult(status).build();
}
}
}Implementieren Sie Ressourcen-Drosselung, um Überlastungen zu verhindern:
class ThrottledApiTool(Tool):
def __init__(self):
self.rate_limiter = TokenBucketRateLimiter(
tokens_per_second=5, # Allow 5 requests per second
bucket_size=10 # Allow bursts up to 10 requests
)
async def execute_async(self, request):
# Check if we can proceed or need to wait
delay = self.rate_limiter.get_delay_time()
if delay > 0:
if delay > 2.0: # If wait is too long
raise ToolExecutionException(
f"Rate limit exceeded. Please try again in {delay:.1f} seconds."
)
else:
# Wait for the appropriate delay time
await asyncio.sleep(delay)
# Consume a token and proceed with the request
self.rate_limiter.consume()
# Call API
result = await self._call_api(request.parameters)
return ToolResponse(result=result)
class TokenBucketRateLimiter:
def __init__(self, tokens_per_second, bucket_size):
self.tokens_per_second = tokens_per_second
self.bucket_size = bucket_size
self.tokens = bucket_size
self.last_refill = time.time()
self.lock = asyncio.Lock()
async def get_delay_time(self):
async with self.lock:
self._refill()
if self.tokens >= 1:
return 0
# Calculate time until next token available
return (1 - self.tokens) / self.tokens_per_second
async def consume(self):
async with self.lock:
self._refill()
self.tokens -= 1
def _refill(self):
now = time.time()
elapsed = now - self.last_refill
# Add new tokens based on elapsed time
new_tokens = elapsed * self.tokens_per_second
self.tokens = min(self.bucket_size, self.tokens + new_tokens)
self.last_refill = nowValidieren Sie Eingabeparameter immer gründlich:
public async Task<ToolResponse> ExecuteAsync(ToolRequest request)
{
// Validate parameters exist
if (!request.Parameters.TryGetProperty("query", out var queryProp))
{
throw new ToolExecutionException("Missing required parameter: query");
}
// Validate correct type
if (queryProp.ValueKind != JsonValueKind.String)
{
throw new ToolExecutionException("Query parameter must be a string");
}
var query = queryProp.GetString();
// Validate string content
if (string.IsNullOrWhiteSpace(query))
{
throw new ToolExecutionException("Query parameter cannot be empty");
}
if (query.Length > 500)
{
throw new ToolExecutionException("Query parameter exceeds maximum length of 500 characters");
}
// Check for SQL injection attacks if applicable
if (ContainsSqlInjection(query))
{
throw new ToolExecutionException("Invalid query: contains potentially unsafe SQL");
}
// Proceed with execution
// ...
}Implementieren Sie ordnungsgemäße Autorisierungsprüfungen:
@Override
public ToolResponse execute(ToolRequest request) {
// Get user context from request
UserContext user = request.getContext().getUserContext();
// Check if user has required permissions
if (!authorizationService.hasPermission(user, "documents:read")) {
throw new ToolExecutionException("User does not have permission to access documents");
}
// For specific resources, check access to that resource
String documentId = request.getParameters().get("documentId").asText();
if (!documentService.canUserAccess(user.getId(), documentId)) {
throw new ToolExecutionException("Access denied to the requested document");
}
// Proceed with tool execution
// ...
}Gehen Sie sorgfältig mit sensiblen Daten um:
class SecureDataTool(Tool):
def get_schema(self):
return {
"type": "object",
"properties": {
"userId": {"type": "string"},
"includeSensitiveData": {"type": "boolean", "default": False}
},
"required": ["userId"]
}
async def execute_async(self, request):
user_id = request.parameters["userId"]
include_sensitive = request.parameters.get("includeSensitiveData", False)
# Get user data
user_data = await self.user_service.get_user_data(user_id)
# Filter sensitive fields unless explicitly requested AND authorized
if not include_sensitive or not self._is_authorized_for_sensitive_data(request):
user_data = self._redact_sensitive_fields(user_data)
return ToolResponse(result=user_data)
def _is_authorized_for_sensitive_data(self, request):
# Check authorization level in request context
auth_level = request.context.get("authorizationLevel")
return auth_level == "admin"
def _redact_sensitive_fields(self, user_data):
# Create a copy to avoid modifying the original
redacted = user_data.copy()
# Redact specific sensitive fields
sensitive_fields = ["ssn", "creditCardNumber", "password"]
for field in sensitive_fields:
if field in redacted:
redacted[field] = "REDACTED"
# Redact nested sensitive data
if "financialInfo" in redacted:
redacted["financialInfo"] = {"available": True, "accessRestricted": True}
return redactedUmfassende Tests stellen sicher, dass MCP-Tools korrekt funktionieren, Randfälle behandeln und sich nahtlos in das Gesamtsystem integrieren.
Erstellen Sie fokussierte Tests für die Funktionalität jedes Tools:
[Fact]
public async Task WeatherTool_ValidLocation_ReturnsCorrectForecast()
{
// Arrange
var mockWeatherService = new Mock<IWeatherService>();
mockWeatherService
.Setup(s => s.GetForecastAsync("Seattle", 3))
.ReturnsAsync(new WeatherForecast(/* test data */));
var tool = new WeatherForecastTool(mockWeatherService.Object);
var request = new ToolRequest(
toolName: "weatherForecast",
parameters: JsonSerializer.SerializeToElement(new {
location = "Seattle",
days = 3
})
);
// Act
var response = await tool.ExecuteAsync(request);
// Assert
Assert.NotNull(response);
var result = JsonSerializer.Deserialize<WeatherForecast>(response.Result);
Assert.Equal("Seattle", result.Location);
Assert.Equal(3, result.DailyForecasts.Count);
}
[Fact]
public async Task WeatherTool_InvalidLocation_ThrowsToolExecutionException()
{
// Arrange
var mockWeatherService = new Mock<IWeatherService>();
mockWeatherService
.Setup(s => s.GetForecastAsync("InvalidLocation", It.IsAny<int>()))
.ThrowsAsync(new LocationNotFoundException("Location not found"));
var tool = new WeatherForecastTool(mockWeatherService.Object);
var request = new ToolRequest(
toolName: "weatherForecast",
parameters: JsonSerializer.SerializeToElement(new {
location = "InvalidLocation",
days = 3
})
);
// Act & Assert
var exception = await Assert.ThrowsAsync<ToolExecutionException>(
() => tool.ExecuteAsync(request)
);
Assert.Contains("Location not found", exception.Message);
}Testen Sie, ob Schemas gültig sind und Einschränkungen korrekt durchsetzen:
@Test
public void testSchemaValidation() {
// Create tool instance
SearchTool searchTool = new SearchTool();
// Get schema
Object schema = searchTool.getSchema();
// Convert schema to JSON for validation
String schemaJson = objectMapper.writeValueAsString(schema);
// Validate schema is valid JSONSchema
JsonSchemaFactory factory = JsonSchemaFactory.byDefault();
JsonSchema jsonSchema = factory.getJsonSchema(schemaJson);
// Test valid parameters
JsonNode validParams = objectMapper.createObjectNode()
.put("query", "test query")
.put("limit", 5);
ProcessingReport validReport = jsonSchema.validate(validParams);
assertTrue(validReport.isSuccess());
// Test missing required parameter
JsonNode missingRequired = objectMapper.createObjectNode()
.put("limit", 5);
ProcessingReport missingReport = jsonSchema.validate(missingRequired);
assertFalse(missingReport.isSuccess());
// Test invalid parameter type
JsonNode invalidType = objectMapper.createObjectNode()
.put("query", "test")
.put("limit", "not-a-number");
ProcessingReport invalidReport = jsonSchema.validate(invalidType);
assertFalse(invalidReport.isSuccess());
}Erstellen Sie spezifische Tests für Fehlerbedingungen:
@pytest.mark.asyncio
async def test_api_tool_handles_timeout():
# Arrange
tool = ApiTool(timeout=0.1) # Very short timeout
# Mock a request that will time out
with aioresponses() as mocked:
mocked.get(
"https://api.example.com/data",
callback=lambda *args, **kwargs: asyncio.sleep(0.5) # Longer than timeout
)
request = ToolRequest(
tool_name="apiTool",
parameters={"url": "https://api.example.com/data"}
)
# Act & Assert
with pytest.raises(ToolExecutionException) as exc_info:
await tool.execute_async(request)
# Verify exception message
assert "timed out" in str(exc_info.value).lower()
@pytest.mark.asyncio
async def test_api_tool_handles_rate_limiting():
# Arrange
tool = ApiTool()
# Mock a rate-limited response
with aioresponses() as mocked:
mocked.get(
"https://api.example.com/data",
status=429,
headers={"Retry-After": "2"},
body=json.dumps({"error": "Rate limit exceeded"})
)
request = ToolRequest(
tool_name="apiTool",
parameters={"url": "https://api.example.com/data"}
)
# Act & Assert
with pytest.raises(ToolExecutionException) as exc_info:
await tool.execute_async(request)
# Verify exception contains rate limit information
error_msg = str(exc_info.value).lower()
assert "rate limit" in error_msg
assert "try again" in error_msgTesten Sie Tools, die in erwarteten Kombinationen zusammenarbeiten:
[Fact]
public async Task DataProcessingWorkflow_CompletesSuccessfully()
{
// Arrange
var dataFetchTool = new DataFetchTool(mockDataService.Object);
var analysisTools = new DataAnalysisTool(mockAnalysisService.Object);
var visualizationTool = new DataVisualizationTool(mockVisualizationService.Object);
var toolRegistry = new ToolRegistry();
toolRegistry.RegisterTool(dataFetchTool);
toolRegistry.RegisterTool(analysisTools);
toolRegistry.RegisterTool(visualizationTool);
var workflowExecutor = new WorkflowExecutor(toolRegistry);
// Act
var result = await workflowExecutor.ExecuteWorkflowAsync(new[] {
new ToolCall("dataFetch", new { source = "sales2023" }),
new ToolCall("dataAnalysis", ctx => new {
data = ctx.GetResult("dataFetch"),
analysis = "trend"
}),
new ToolCall("dataVisualize", ctx => new {
analysisResult = ctx.GetResult("dataAnalysis"),
type = "line-chart"
})
});
// Assert
Assert.NotNull(result);
Assert.True(result.Success);
Assert.NotNull(result.GetResult("dataVisualize"));
Assert.Contains("chartUrl", result.GetResult("dataVisualize").ToString());
}Testen Sie den MCP-Server mit vollständiger Tool-Registrierung und -Ausführung:
@SpringBootTest
@AutoConfigureMockMvc
public class McpServerIntegrationTest {
@Autowired
private MockMvc mockMvc;
@Autowired
private ObjectMapper objectMapper;
@Test
public void testToolDiscovery() throws Exception {
// Test the discovery endpoint
mockMvc.perform(get("/mcp/tools"))
.andExpect(status().isOk())
.andExpect(jsonPath("$.tools").isArray())
.andExpect(jsonPath("$.tools[*].name").value(hasItems(
"weatherForecast", "calculator", "documentSearch"
)));
}
@Test
public void testToolExecution() throws Exception {
// Create tool request
Map<String, Object> request = new HashMap<>();
request.put("toolName", "calculator");
Map<String, Object> parameters = new HashMap<>();
parameters.put("operation", "add");
parameters.put("a", 5);
parameters.put("b", 7);
request.put("parameters", parameters);
// Send request and verify response
mockMvc.perform(post("/mcp/execute")
.contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
.content(objectMapper.writeValueAsString(request)))
.andExpect(status().isOk())
.andExpect(jsonPath("$.result.value").value(12));
}
@Test
public void testToolValidation() throws Exception {
// Create invalid tool request
Map<String, Object> request = new HashMap<>();
request.put("toolName", "calculator");
Map<String, Object> parameters = new HashMap<>();
parameters.put("operation", "divide");
parameters.put("a", 10);
// Missing parameter "b"
request.put("parameters", parameters);
// Send request and verify error response
mockMvc.perform(post("/mcp/execute")
.contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
.content(objectMapper.writeValueAsString(request)))
.andExpect(status().isBadRequest())
.andExpect(jsonPath("$.error").exists());
}
}Testen Sie vollständige Workflows von der Modelleingabeaufforderung bis zur Tool-Ausführung:
@pytest.mark.asyncio
async def test_model_interaction_with_tool():
# Arrange - Set up MCP client and mock model
mcp_client = McpClient(server_url="http://localhost:5000")
# Mock model responses
mock_model = MockLanguageModel([
MockResponse(
"What's the weather in Seattle?",
tool_calls=[{
"tool_name": "weatherForecast",
"parameters": {"location": "Seattle", "days": 3}
}]
),
MockResponse(
"Here's the weather forecast for Seattle:\n- Today: 65°F, Partly Cloudy\n- Tomorrow: 68°F, Sunny\n- Day after: 62°F, Rain",
tool_calls=[]
)
])
# Mock weather tool response
with aioresponses() as mocked:
mocked.post(
"http://localhost:5000/mcp/execute",
payload={
"result": {
"location": "Seattle",
"forecast": [
{"date": "2023-06-01", "temperature": 65, "conditions": "Partly Cloudy"},
{"date": "2023-06-02", "temperature": 68, "conditions": "Sunny"},
{"date": "2023-06-03", "temperature": 62, "conditions": "Rain"}
]
}
}
)
# Act
response = await mcp_client.send_prompt(
"What's the weather in Seattle?",
model=mock_model,
allowed_tools=["weatherForecast"]
)
# Assert
assert "Seattle" in response.generated_text
assert "65" in response.generated_text
assert "Sunny" in response.generated_text
assert "Rain" in response.generated_text
assert len(response.tool_calls) == 1
assert response.tool_calls[0].tool_name == "weatherForecast"Testen Sie, wie viele gleichzeitige Anfragen Ihr MCP-Server verarbeiten kann:
[Fact]
public async Task McpServer_HandlesHighConcurrency()
{
// Arrange
var server = new McpServer(
name: "TestServer",
version: "1.0",
maxConcurrentRequests: 100
);
server.RegisterTool(new FastExecutingTool());
await server.StartAsync();
var client = new McpClient("http://localhost:5000");
// Act
var tasks = new List<Task<McpResponse>>();
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
tasks.Add(client.ExecuteToolAsync("fastTool", new { iteration = i }));
}
var results = await Task.WhenAll(tasks);
// Assert
Assert.Equal(1000, results.Length);
Assert.All(results, r => Assert.NotNull(r));
}Testen Sie das System unter extremer Last:
@Test
public void testServerUnderStress() {
int maxUsers = 1000;
int rampUpTimeSeconds = 60;
int testDurationSeconds = 300;
// Set up JMeter for stress testing
StandardJMeterEngine jmeter = new StandardJMeterEngine();
// Configure JMeter test plan
HashTree testPlanTree = new HashTree();
// Create test plan, thread group, samplers, etc.
TestPlan testPlan = new TestPlan("MCP Server Stress Test");
testPlanTree.add(testPlan);
ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup();
threadGroup.setNumThreads(maxUsers);
threadGroup.setRampUp(rampUpTimeSeconds);
threadGroup.setScheduler(true);
threadGroup.setDuration(testDurationSeconds);
testPlanTree.add(threadGroup);
// Add HTTP sampler for tool execution
HTTPSampler toolExecutionSampler = new HTTPSampler();
toolExecutionSampler.setDomain("localhost");
toolExecutionSampler.setPort(5000);
toolExecutionSampler.setPath("/mcp/execute");
toolExecutionSampler.setMethod("POST");
toolExecutionSampler.addArgument("toolName", "calculator");
toolExecutionSampler.addArgument("parameters", "{\"operation\":\"add\",\"a\":5,\"b\":7}");
threadGroup.add(toolExecutionSampler);
// Add listeners
SummaryReport summaryReport = new SummaryReport();
threadGroup.add(summaryReport);
// Run test
jmeter.configure(testPlanTree);
jmeter.run();
// Validate results
assertEquals(0, summaryReport.getErrorCount());
assertTrue(summaryReport.getAverage() < 200); // Average response time < 200ms
assertTrue(summaryReport.getPercentile(90.0) < 500); // 90th percentile < 500ms
}Richten Sie eine Überwachung für langfristige Leistungsanalysen ein:
# Configure monitoring for an MCP server
def configure_monitoring(server):
# Set up Prometheus metrics
prometheus_metrics = {
"request_count": Counter("mcp_requests_total", "Total MCP requests"),
"request_latency": Histogram(
"mcp_request_duration_seconds",
"Request duration in seconds",
buckets=[0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 10.0]
),
"tool_execution_count": Counter(
"mcp_tool_executions_total",
"Tool execution count",
labelnames=["tool_name"]
),
"tool_execution_latency": Histogram(
"mcp_tool_duration_seconds",
"Tool execution duration in seconds",
labelnames=["tool_name"],
buckets=[0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 10.0]
),
"tool_errors": Counter(
"mcp_tool_errors_total",
"Tool execution errors",
labelnames=["tool_name", "error_type"]
)
}
# Add middleware for timing and recording metrics
server.add_middleware(PrometheusMiddleware(prometheus_metrics))
# Expose metrics endpoint
@server.router.get("/metrics")
async def metrics():
return generate_latest()
return serverGut gestaltete MCP-Workflows verbessern Effizienz, Zuverlässigkeit und Wartbarkeit. Hier sind wichtige Muster, die Sie befolgen sollten:
Verbinden Sie mehrere Tools in einer Sequenz, bei der die Ausgabe eines Tools zur Eingabe des nächsten wird:
# Python Chain of Tools implementation
class ChainWorkflow:
def __init__(self, tools_chain):
self.tools_chain = tools_chain # List of tool names to execute in sequence
async def execute(self, mcp_client, initial_input):
current_result = initial_input
all_results = {"input": initial_input}
for tool_name in self.tools_chain:
# Execute each tool in the chain, passing previous result
response = await mcp_client.execute_tool(tool_name, current_result)
# Store result and use as input for next tool
all_results[tool_name] = response.result
current_result = response.result
return {
"final_result": current_result,
"all_results": all_results
}
# Example usage
data_processing_chain = ChainWorkflow([
"dataFetch",
"dataCleaner",
"dataAnalyzer",
"dataVisualizer"
])
result = await data_processing_chain.execute(
mcp_client,
{"source": "sales_database", "table": "transactions"}
)Verwenden Sie ein zentrales Tool, das basierend auf Eingaben an spezialisierte Tools weiterleitet:
public class ContentDispatcherTool : IMcpTool
{
private readonly IMcpClient _mcpClient;
public ContentDispatcherTool(IMcpClient mcpClient)
{
_mcpClient = mcpClient;
}
public string Name => "contentProcessor";
public string Description => "Processes content of various types";
public object GetSchema()
{
return new {
type = "object",
properties = new {
content = new { type = "string" },
contentType = new {
type = "string",
enum = new[] { "text", "html", "markdown", "csv", "code" }
},
operation = new {
type = "string",
enum = new[] { "summarize", "analyze", "extract", "convert" }
}
},
required = new[] { "content", "contentType", "operation" }
};
}
public async Task<ToolResponse> ExecuteAsync(ToolRequest request)
{
var content = request.Parameters.GetProperty("content").GetString();
var contentType = request.Parameters.GetProperty("contentType").GetString();
var operation = request.Parameters.GetProperty("operation").GetString();
// Determine which specialized tool to use
string targetTool = DetermineTargetTool(contentType, operation);
// Forward to the specialized tool
var specializedResponse = await _mcpClient.ExecuteToolAsync(
targetTool,
new { content, options = GetOptionsForTool(targetTool, operation) }
);
return new ToolResponse { Result = specializedResponse.Result };
}
private string DetermineTargetTool(string contentType, string operation)
{
return (contentType, operation) switch
{
("text", "summarize") => "textSummarizer",
("text", "analyze") => "textAnalyzer",
("html", _) => "htmlProcessor",
("markdown", _) => "markdownProcessor",
("csv", _) => "csvProcessor",
("code", _) => "codeAnalyzer",
_ => throw new ToolExecutionException($"No tool available for {contentType}/{operation}")
};
}
private object GetOptionsForTool(string toolName, string operation)
{
// Return appropriate options for each specialized tool
return toolName switch
{
"textSummarizer" => new { length = "medium" },
"htmlProcessor" => new { cleanUp = true, operation },
// Options for other tools...
_ => new { }
};
}
}Führen Sie mehrere Tools gleichzeitig aus, um Effizienz zu steigern:
public class ParallelDataProcessingWorkflow {
private final McpClient mcpClient;
public ParallelDataProcessingWorkflow(McpClient mcpClient) {
this.mcpClient = mcpClient;
}
public WorkflowResult execute(String datasetId) {
// Step 1: Fetch dataset metadata (synchronous)
ToolResponse metadataResponse = mcpClient.executeTool("datasetMetadata",
Map.of("datasetId", datasetId));
// Step 2: Launch multiple analyses in parallel
CompletableFuture<ToolResponse> statisticalAnalysis = CompletableFuture.supplyAsync(() ->
mcpClient.executeTool("statisticalAnalysis", Map.of(
"datasetId", datasetId,
"type", "comprehensive"
))
);
CompletableFuture<ToolResponse> correlationAnalysis = CompletableFuture.supplyAsync(() ->
mcpClient.executeTool("correlationAnalysis", Map.of(
"datasetId", datasetId,
"method", "pearson"
))
);
CompletableFuture<ToolResponse> outlierDetection = CompletableFuture.supplyAsync(() ->
mcpClient.executeTool("outlierDetection", Map.of(
"datasetId", datasetId,
"sensitivity", "medium"
))
);
// Wait for all parallel tasks to complete
CompletableFuture<Void> allAnalyses = CompletableFuture.allOf(
statisticalAnalysis, correlationAnalysis, outlierDetection
);
allAnalyses.join(); // Wait for completion
// Step 3: Combine results
Map<String, Object> combinedResults = new HashMap<>();
combinedResults.put("metadata", metadataResponse.getResult());
combinedResults.put("statistics", statisticalAnalysis.join().getResult());
combinedResults.put("correlations", correlationAnalysis.join().getResult());
combinedResults.put("outliers", outlierDetection.join().getResult());
// Step 4: Generate summary report
ToolResponse summaryResponse = mcpClient.executeTool("reportGenerator",
Map.of("analysisResults", combinedResults));
// Return complete workflow result
WorkflowResult result = new WorkflowResult();
result.setDatasetId(datasetId);
result.setAnalysisResults(combinedResults);
result.setSummaryReport(summaryResponse.getResult());
return result;
}
}Implementieren Sie elegante Fallbacks für Tool-Fehler:
class ResilientWorkflow:
def __init__(self, mcp_client):
self.client = mcp_client
async def execute_with_fallback(self, primary_tool, fallback_tool, parameters):
try:
# Try primary tool first
response = await self.client.execute_tool(primary_tool, parameters)
return {
"result": response.result,
"source": "primary",
"tool": primary_tool
}
except ToolExecutionException as e:
# Log the failure
logging.warning(f"Primary tool '{primary_tool}' failed: {str(e)}")
# Fall back to secondary tool
try:
# Might need to transform parameters for fallback tool
fallback_params = self._adapt_parameters(parameters, primary_tool, fallback_tool)
response = await self.client.execute_tool(fallback_tool, fallback_params)
return {
"result": response.result,
"source": "fallback",
"tool": fallback_tool,
"primaryError": str(e)
}
except ToolExecutionException as fallback_error:
# Both tools failed
logging.error(f"Both primary and fallback tools failed. Fallback error: {str(fallback_error)}")
raise WorkflowExecutionException(
f"Workflow failed: primary error: {str(e)}; fallback error: {str(fallback_error)}"
)
def _adapt_parameters(self, params, from_tool, to_tool):
"""Adapt parameters between different tools if needed"""
# This implementation would depend on the specific tools
# For this example, we'll just return the original parameters
return params
# Example usage
async def get_weather(workflow, location):
return await workflow.execute_with_fallback(
"premiumWeatherService", # Primary (paid) weather API
"basicWeatherService", # Fallback (free) weather API
{"location": location}
)Erstellen Sie komplexe Workflows, indem Sie einfachere zusammenfügen:
public class CompositeWorkflow : IWorkflow
{
private readonly List<IWorkflow> _workflows;
public CompositeWorkflow(IEnumerable<IWorkflow> workflows)
{
_workflows = new List<IWorkflow>(workflows);
}
public async Task<WorkflowResult> ExecuteAsync(WorkflowContext context)
{
var results = new Dictionary<string, object>();
foreach (var workflow in _workflows)
{
var workflowResult = await workflow.ExecuteAsync(context);
// Store each workflow's result
results[workflow.Name] = workflowResult;
// Update context with the result for the next workflow
context = context.WithResult(workflow.Name, workflowResult);
}
return new WorkflowResult(results);
}
public string Name => "CompositeWorkflow";
public string Description => "Executes multiple workflows in sequence";
}
// Example usage
var documentWorkflow = new CompositeWorkflow(new IWorkflow[] {
new DocumentFetchWorkflow(),
new DocumentProcessingWorkflow(),
new InsightGenerationWorkflow(),
new ReportGenerationWorkflow()
});
var result = await documentWorkflow.ExecuteAsync(new WorkflowContext {
Parameters = new { documentId = "12345" }
});Das Testen ist ein entscheidender Aspekt bei der Entwicklung zuverlässiger, hochwertiger MCP-Server. Dieser Leitfaden bietet umfassende Best Practices und Tipps für das Testen Ihrer MCP-Server während des gesamten Entwicklungszyklus, von Unit-Tests bis hin zu Integrationstests und End-to-End-Validierungen.
MCP-Server dienen als entscheidende Middleware zwischen KI-Modellen und Client-Anwendungen. Gründliche Tests gewährleisten:
- Zuverlässigkeit in Produktionsumgebungen
- Korrekte Verarbeitung von Anfragen und Antworten
- Ordnungsgemäße Implementierung der MCP-Spezifikationen
- Widerstandsfähigkeit gegen Fehler und Randfälle
- Konsistente Leistung unter verschiedenen Lasten
Unit-Tests überprüfen einzelne Komponenten Ihres MCP-Servers isoliert.
- Ressourcen-Handler: Testen Sie die Logik jedes Ressourcen-Handlers unabhängig
- Tool-Implementierungen: Überprüfen Sie das Verhalten der Tools mit verschiedenen Eingaben
- Eingabeaufforderungsvorlagen: Stellen Sie sicher, dass Eingabeaufforderungsvorlagen korrekt gerendert werden
- Schema-Validierung: Testen Sie die Logik der Parameter-Validierung
- Fehlerbehandlung: Überprüfen Sie Fehlerantworten bei ungültigen Eingaben
// Example unit test for a calculator tool in C#
[Fact]
public async Task CalculatorTool_Add_ReturnsCorrectSum()
{
// Arrange
var calculator = new CalculatorTool();
var parameters = new Dictionary<string, object>
{
["operation"] = "add",
["a"] = 5,
["b"] = 7
};
// Act
var response = await calculator.ExecuteAsync(parameters);
var result = JsonSerializer.Deserialize<CalculationResult>(response.Content[0].ToString());
// Assert
Assert.Equal(12, result.Value);
}# Example unit test for a calculator tool in Python
def test_calculator_tool_add():
# Arrange
calculator = CalculatorTool()
parameters = {
"operation": "add",
"a": 5,
"b": 7
}
# Act
response = calculator.execute(parameters)
result = json.loads(response.content[0].text)
# Assert
assert result["value"] == 12Integrationstests überprüfen die Interaktionen zwischen den Komponenten Ihres MCP-Servers.
- Serverinitialisierung: Testen Sie den Serverstart mit verschiedenen Konfigurationen
- Routenregistrierung: Überprüfen Sie, ob alle Endpunkte korrekt registriert sind
- Anfrageverarbeitung: Testen Sie den vollständigen Anfrage-Antwort-Zyklus
- Fehlerweitergabe: Stellen Sie sicher, dass Fehler ordnungsgemäß zwischen den Komponenten behandelt werden
- Authentifizierung & Autorisierung: Testen Sie Sicherheitsmechanismen
// Example integration test for MCP server in C#
[Fact]
public async Task Server_ProcessToolRequest_ReturnsValidResponse()
{
// Arrange
var server = new McpServer();
server.RegisterTool(new CalculatorTool());
await server.StartAsync();
var request = new McpRequest
{
Tool = "calculator",
Parameters = new Dictionary<string, object>
{
["operation"] = "multiply",
["a"] = 6,
["b"] = 7
}
};
// Act
var response = await server.ProcessRequestAsync(request);
// Assert
Assert.NotNull(response);
Assert.Equal(McpStatusCodes.Success, response.StatusCode);
// Additional assertions for response content
// Cleanup
await server.StopAsync();
}End-to-End-Tests überprüfen das vollständige Systemverhalten vom Client bis zum Server.
- Client-Server-Kommunikation: Testen Sie vollständige Anfrage-Antwort-Zyklen
- Echte Client-SDKs: Testen Sie mit tatsächlichen Client-Implementierungen
- Leistung unter Last: Überprüfen Sie das Verhalten bei mehreren gleichzeitigen Anfragen
- Fehlerwiederherstellung: Testen Sie die Systemwiederherstellung nach Fehlern
- Langwierige Operationen: Überprüfen Sie die Handhabung von Streaming und langen Operationen
// Example E2E test with a client in TypeScript
describe('MCP Server E2E Tests', () => {
let client: McpClient;
beforeAll(async () => {
// Start server in test environment
await startTestServer();
client = new McpClient('http://localhost:5000');
});
afterAll(async () => {
await stopTestServer();
});
test('Client can invoke calculator tool and get correct result', async () => {
// Act
const response = await client.invokeToolAsync('calculator', {
operation: 'divide',
a: 20,
b: 4
});
// Assert
expect(response.statusCode).toBe(200);
expect(response.content[0].text).toContain('5');
});
});Mocking ist entscheidend, um Komponenten während des Testens zu isolieren.
- Externe KI-Modelle: Simulieren Sie Modellantworten für vorhersehbare Tests
- Externe Dienste: Simulieren Sie API-Abhängigkeiten (Datenbanken, Drittanbieterdienste)
- Authentifizierungsdienste: Simulieren Sie Identitätsanbieter
- Ressourcenanbieter: Simulieren Sie ressourcenintensive Ressourcen-Handler
// C# example with Moq
var mockModel = new Mock<ILanguageModel>();
mockModel
.Setup(m => m.GenerateResponseAsync(
It.IsAny<string>(),
It.IsAny<McpRequestContext>()))
.ReturnsAsync(new ModelResponse {
Text = "Mocked model response",
FinishReason = FinishReason.Completed
});
var server = new McpServer(modelClient: mockModel.Object);# Python example with unittest.mock
@patch('mcp_server.models.OpenAIModel')
def test_with_mock_model(mock_model):
# Configure mock
mock_model.return_value.generate_response.return_value = {
"text": "Mocked model response",
"finish_reason": "completed"
}
# Use mock in test
server = McpServer(model_client=mock_model)
# Continue with testLeistungstests sind entscheidend für MCP-Server in Produktionsumgebungen.
- Latenz: Antwortzeit für Anfragen
- Durchsatz: Verarbeitete Anfragen pro Sekunde
- Ressourcennutzung: CPU-, Speicher- und Netzwerkauslastung
- Parallelitätsverarbeitung: Verhalten bei parallelen Anfragen
- Skalierungseigenschaften: Leistung bei steigender Last
- k6: Open-Source-Lasttest-Tool
- JMeter: Umfassendes Leistungstest-Tool
- Locust: Python-basiertes Lasttest-Tool
- Azure Load Testing: Cloud-basiertes Leistungstest-Tool
// k6 script for load testing MCP server
import http from 'k6/http';
import { check, sleep } from 'k6';
export const options = {
vus: 10, // 10 virtual users
duration: '30s',
};
export default function () {
const payload = JSON.stringify({
tool: 'calculator',
parameters: {
operation: 'add',
a: Math.floor(Math.random() * 100),
b: Math.floor(Math.random() * 100)
}
});
const params = {
headers: {
'Content-Type': 'application/json',
'Authorization': 'Bearer test-token'
},
};
const res = http.post('http://localhost:5000/api/tools/invoke', payload, params);
check(res, {
'status is 200': (r) => r.status === 200,
'response time < 500ms': (r) => r.timings.duration < 500,
});
sleep(1);
}Die Automatisierung Ihrer Tests gewährleistet konsistente Qualität und schnellere Feedback-Schleifen.
- Unit-Tests bei Pull-Requests ausführen: Stellen Sie sicher, dass Codeänderungen bestehende Funktionalitäten nicht beeinträchtigen
- Integrationstests in Staging: Führen Sie Integrationstests in Vorproduktionsumgebungen durch
- Leistungsgrundlagen: Halten Sie Leistungsbenchmarks aufrecht, um Regressionen zu erkennen
- Sicherheitsüberprüfungen: Automatisieren Sie Sicherheitstests als Teil der Pipeline
name: MCP Server Tests
on:
push:
branches: [ main ]
pull_request:
branches: [ main ]
jobs:
test:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v2
- name: Set up Runtime
uses: actions/setup-dotnet@v1
with:
dotnet-version: '8.0.x'
- name: Restore dependencies
run: dotnet restore
- name: Build
run: dotnet build --no-restore
- name: Unit Tests
run: dotnet test --no-build --filter Category=Unit
- name: Integration Tests
run: dotnet test --no-build --filter Category=Integration
- name: Performance Tests
run: dotnet run --project tests/PerformanceTests/PerformanceTests.csprojÜberprüfen Sie, ob Ihr Server die MCP-Spezifikation korrekt implementiert.
- API-Endpunkte: Testen Sie die erforderlichen Endpunkte (/resources, /tools, etc.)
- Anfrage-/Antwortformat: Validieren Sie die Schema-Konformität
- Fehlercodes: Überprüfen Sie die korrekten Statuscodes für verschiedene Szenarien
- Content-Typen: Testen Sie die Verarbeitung verschiedener Content-Typen
- Authentifizierungsablauf: Überprüfen Sie die spezifikationskonformen Authentifizierungsmechanismen
[Fact]
public async Task Server_ResourceEndpoint_ReturnsCorrectSchema()
{
// Arrange
var client = new HttpClient();
client.DefaultRequestHeaders.Add("Authorization", "Bearer test-token");
// Act
var response = await client.GetAsync("http://localhost:5000/api/resources");
var content = await response.Content.ReadAsStringAsync();
var resources = JsonSerializer.Deserialize<ResourceList>(content);
// Assert
Assert.Equal(HttpStatusCode.OK, response.StatusCode);
Assert.NotNull(resources);
Assert.All(resources.Resources, resource =>
{
Assert.NotNull(resource.Id);
Assert.NotNull(resource.Type);
// Additional schema validation
});
}- Tool-Definitionen separat testen: Überprüfen Sie Schema-Definitionen unabhängig von der Tool-Logik
- Parameterisierte Tests verwenden: Testen Sie Tools mit einer Vielzahl von Eingaben, einschließlich Randfällen
- Fehlerantworten überprüfen: Stellen Sie sicher, dass alle möglichen Fehlerbedingungen korrekt behandelt werden
- Autorisierungslogik testen: Überprüfen Sie die Zugriffssteuerung für verschiedene Benutzerrollen
- Testabdeckung überwachen: Streben Sie eine hohe Abdeckung des kritischen Codepfads an
- Streaming-Antworten testen: Überprüfen Sie die korrekte Verarbeitung von Streaming-Inhalten
- Netzwerkprobleme simulieren: Testen Sie das Verhalten unter schlechten Netzwerkbedingungen
- Ressourcengrenzen testen: Überprüfen Sie das Verhalten bei Erreichen von Quoten oder Ratenlimits
- Regressionstests automatisieren: Erstellen Sie eine Suite, die bei jeder Codeänderung ausgeführt wird
- Testfälle dokumentieren: Pflegen Sie eine klare Dokumentation der Testszenarien
- Übermäßige Abhängigkeit von Happy-Path-Tests: Stellen Sie sicher, dass Fehlerfälle gründlich getestet werden
- Leistungstests ignorieren: Identifizieren Sie Engpässe, bevor sie die Produktion beeinträchtigen
- Nur isoliertes Testen: Kombinieren Sie Unit-, Integrations- und End-to-End-Tests
- Unvollständige API-Abdeckung: Stellen Sie sicher, dass alle Endpunkte und Funktionen getestet werden
- Inkonsistente Testumgebungen: Verwenden Sie Container, um konsistente Testumgebungen sicherzustellen
Eine umfassende Teststrategie ist entscheidend für die Entwicklung zuverlässiger, hochwertiger MCP-Server. Durch die Umsetzung der in diesem Leitfaden beschriebenen Best Practices und Tipps können Sie sicherstellen, dass Ihre MCP-Implementierungen die höchsten Standards in Bezug auf Qualität, Zuverlässigkeit und Leistung erfüllen.
- Tool-Design: Befolgen Sie das Prinzip der Einzelverantwortung, verwenden Sie Dependency Injection und entwerfen Sie für Komponierbarkeit
- Schema-Design: Erstellen Sie klare, gut dokumentierte Schemas mit geeigneten Validierungsbeschränkungen
- Fehlerbehandlung: Implementieren Sie eine elegante Fehlerbehandlung, strukturierte Fehlerantworten und Wiederholungslogik
- Leistung: Nutzen Sie Caching, asynchrone Verarbeitung und Ressourcendrosselung
- Sicherheit: Wenden Sie gründliche Eingabevalidierung, Autorisierungsprüfungen und den Umgang mit sensiblen Daten an
- Testing: Erstellen Sie umfassende Unit-, Integrations- und End-to-End-Tests
- Workflow-Muster: Wenden Sie etablierte Muster wie Chains, Dispatcher und parallele Verarbeitung an
Entwerfen Sie ein MCP-Tool und einen Workflow für ein Dokumentenverarbeitungssystem, das:
- Dokumente in mehreren Formaten akzeptiert (PDF, DOCX, TXT)
- Text und wichtige Informationen aus den Dokumenten extrahiert
- Dokumente nach Typ und Inhalt klassifiziert
- Eine Zusammenfassung jedes Dokuments erstellt
Implementieren Sie die Tool-Schemas, die Fehlerbehandlung und ein Workflow-Muster, das am besten zu diesem Szenario passt. Überlegen Sie, wie Sie diese Implementierung testen würden.
- Treten Sie der MCP-Community auf dem Azure AI Foundry Discord Community bei, um über die neuesten Entwicklungen auf dem Laufenden zu bleiben
- Tragen Sie zu Open-Source-MCP-Projekten bei
- Wenden Sie MCP-Prinzipien in den KI-Initiativen Ihrer eigenen Organisation an
- Erkunden Sie spezialisierte MCP-Implementierungen für Ihre Branche
- Ziehen Sie fortgeschrittene Kurse zu spezifischen MCP-Themen in Betracht, wie z. B. multimodale Integration oder Integration von Unternehmensanwendungen
- Experimentieren Sie mit der Entwicklung eigener MCP-Tools und Workflows anhand der Prinzipien, die Sie im Hands on Lab gelernt haben
Weiter: Best Practices Fallstudien
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