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tags: [MCP, Model-Context-Protocol, 工具扩展, MCP-客户端, 工具发现, Claude-Code]
create time: 2026-06-09 22:30
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# MCP 协议 - 连接管理、工具发现与执行链路

## 概述

Claude Code 的 MCP 集成区分内置 MCP 服务器（同进程 InProcessTransport）和外部 MCP 服务器（子进程/网络连接），通过 7 种传输层实现统一的工具发现和执行。本文揭示从配置到可用工具的完整链路，包括 memoize 连接缓存、LRU 工具缓存、认证状态机和权限检查集成。

## 正文

### 架构总览：从配置到可用工具

```mermaid
flowchart TD
    A["配置层\n多来源合并"] --> B["getAllMcpConfigs()\nenterprise 独占 或 合并"]
    B --> C["useManageMCPConnections()\nReact Hook 管理连接生命周期"]
    C --> D["connectToServer(name, config)\nmemoize 缓存"]
    D --> D1["内置 MCP -> InProcessTransport"]
    D --> D2["外部 stdio -> StdioClientTransport"]
    D --> D3["远程 SSE/HTTP/WS -> 网络传输"]
    D --> E["MCPServerConnection\nconnected/failed/needs-auth/pending/disabled"]
    E --> F["fetchToolsForClient(client)\nLRU 20 缓存"]
    F --> G["每个工具包装为 MCPTool\n统一 Tool 接口"]
    G --> H["assembleToolPool()\n合并内置工具 + MCP 工具"]
```

工具名格式：`mcp__<serverName>__<toolName>`（由 `buildMcpToolName()` 生成）。

### 两种 MCP 模式：内置 vs 外部

Claude Code 的 MCP 实现区分**内置 MCP 服务器**和**外部 MCP 服务器**。两者使用相同的客户端协议和工具发现机制，但在连接方式、生命周期管理和配置来源上完全不同。

#### 内置 MCP 服务器

内置 MCP 服务器由 Claude Code 自身提供，无需用户手动配置。它们在启动时自动注册为 `dynamic` scope 的配置，并在同进程内运行。

| 服务器 | 名称 | 包路径 | Feature Flag | 启用方式 |
|--------|------|--------|-------------|---------|
| Computer Use | `computer-use` | `@ant/computer-use-mcp` | `CHICAGO_MCP` | GrowthBook gate + macOS + interactive |
| Claude in Chrome | `claude-in-chrome` | `@ant/claude-for-chrome-mcp` | — | `--chrome` 参数或配置 |
| VSCode SDK | `claude-vscode` | — | — | IDE 嵌入模式 (type:`sdk`) |

##### InProcessTransport：零开销同进程通信

内置服务器通过 `InProcessTransport`（`src/services/mcp/InProcessTransport.ts`）运行，**不启动子进程**：

```typescript
// 创建一对 linked transport —— 消息在两端之间直接传递
const [clientTransport, serverTransport] = createLinkedTransportPair()

// server 端连接到 serverTransport
inProcessServer = createComputerUseMcpServerForCli()
await inProcessServer.connect(serverTransport)

// client 端使用 clientTransport（与外部 MCP 的 Client 相同接口）
transport = clientTransport
```

`InProcessTransport` 的核心设计：

- `send()` 通过 `queueMicrotask()` 异步投递消息到对端，避免同步请求/响应的栈深度问题
- `close()` 双向关闭，任一端关闭都会触发两端的 `onclose` 回调
- 无网络开销、无 IPC 序列化、无进程启动时间

##### 连接时拦截

`connectToServer()` 在 `client.ts:906-944` 中根据服务器名拦截内置服务器，创建 InProcessTransport 而非启动子进程。这样避免了约 325MB 的子进程开销（Chrome MCP）。

##### 保留名称保护

内置服务器的名称被保留，用户无法手动添加同名配置。启动时也有全局检查：如果用户配置中包含保留名（非 `type:'sdk'`），直接 `process.exit(1)`。

##### VSCode SDK MCP

VSCode SDK MCP 是特殊的内置模式。IDE 通过嵌入方式启动 Claude Code，并传入 `type:'sdk'` 的 MCP 配置。这类配置：

- 不经过保留名称检查（IDE 可以使用任意名称）
- 不参与 enterprise MCP 的排他控制
- 支持双向通知（如 `file_updated`、`experiment_gates`）

#### 外部 MCP 服务器

外部 MCP 服务器由用户在配置文件中声明，通过子进程或网络连接运行。

##### 配置来源

| 来源 | Scope | 文件位置 | 优先级 |
|------|-------|---------|--------|
| 项目配置 | `project` | `<project>/.mcp.json` | 最高（同名覆盖） |
| 本地配置 | `local` | `<project>/.claude/settings.local.json` | 高 |
| 用户配置 | `user` | `~/.claude/settings.json` | 中 |
| 插件 | `dynamic` | 插件 manifest 中 `.mcp.json` | 中 |
| claude.ai | `claudeai` | 通过 API 获取 | 低 |
| 企业管控 | `enterprise` | 系统管理路径 `managed-mcp.json` | 排他（存在时覆盖全部） |

##### 配置合并与去重

`getAllMcpConfigs()`（`config.ts`）按优先级合并多个来源的配置：

1. 企业管控配置存在时，**独占返回**（忽略所有其他来源）
2. 否则合并：user -> project -> local -> plugin -> claude.ai
3. 插件与手动配置去重：通过 `getMcpServerSignature()` 生成内容签名（基于 command/args/url），插件配置被同名手动配置抑制
4. `addScopeToServers()` 为每个配置项标注来源 scope

### 7 种传输层实现

`connectToServer()`（`client.ts:596-1643`）根据 `config.type` 分发到不同的 Transport 实现：

| 传输类型 | Transport 类 | 适用场景 | 认证方式 |
|----------|-------------|---------|---------|
| `stdio`（默认） | `StdioClientTransport` | 外部本地子进程 | 无 |
| `sse` | `SSEClientTransport` | 远程 SSE 服务 | `ClaudeAuthProvider` + OAuth |
| `http` | `StreamableHTTPClientTransport` | HTTP 流 | `ClaudeAuthProvider` + OAuth |
| `sse-ide` | `SSEClientTransport` | IDE 集成 | lockfile token |
| `ws-ide` | `WebSocketTransport` | IDE WebSocket | `X-Claude-Code-Ide-Authorization` |
| `ws` | `WebSocketTransport` | WebSocket 服务 | session ingress token |
| `claudeai-proxy` | `StreamableHTTPClientTransport` | claude.ai 代理 | OAuth bearer + 401 重试 |
| InProcess（内置） | `InProcessTransport` | Computer Use / Chrome | 无（同进程） |

#### stdio 传输的进程管理

stdio 类型的 MCP 服务器作为子进程运行，cleanup 时采用**信号升级策略**（`client.ts:1431-1564`）：

```text
SIGINT (100ms) -> SIGTERM (400ms) -> SIGKILL
```

总清理时间上限 600ms，防止 MCP 服务器关闭阻塞 CLI 退出。

#### 远程传输的认证状态机

SSE/HTTP 类型使用 `ClaudeAuthProvider` 实现 OAuth 认证流程：

```mermaid
flowchart TD
    A["连接尝试"] -->|"401 Unauthorized"| B["handleRemoteAuthFailure()"]
    B --> C["logEvent(tengu_mcp_server_needs_auth)"]
    B --> D["setMcpAuthCacheEntry(name)\n写入 15min TTL 缓存"]
    B --> E["return needs-auth\nUI 显示认证提示"]
```

### 连接缓存与重连机制

`connectToServer` 使用 lodash `memoize` 缓存连接对象，缓存 key 为 `${name}-${JSON.stringify(config)}`。

#### 缓存失效触发

当连接关闭时（`client.onclose`），清除所有相关缓存：

```typescript
client.onclose = () => {
  const key = getServerCacheKey(name, serverRef)
  fetchToolsForClient.cache.delete(name)      // 工具缓存
  fetchResourcesForClient.cache.delete(name)  // 资源缓存
  fetchCommandsForClient.cache.delete(name)   // 命令缓存
  connectToServer.cache.delete(key)           // 连接缓存
}
```

#### 连接降级检测

远程传输有**连续错误计数器**：

```typescript
let consecutiveConnectionErrors = 0
const MAX_ERRORS_BEFORE_RECONNECT = 3
```

遇到终端错误（ECONNRESET、ETIMEDOUT、EPIPE 等）连续 3 次后，主动关闭 transport 触发重连。对于 HTTP 传输，还检测 session 过期（404 + JSON-RPC code -32001）。

#### 请求级超时保护

每个 HTTP 请求使用独立的 `setTimeout` 超时（`wrapFetchWithTimeout`），而非共享 `AbortSignal.timeout()`。原因是 Bun 对 AbortSignal.timeout 的 GC 是惰性的——每个请求约 2.4KB 原生内存，即使请求毫秒级完成也要等 60s 才回收。

### 工具发现：从 MCP 到 Tool 接口

`fetchToolsForClient()`（`client.ts:1744-2000`）使用 `memoizeWithLRU` 缓存（上限 100），将 MCP 工具转换为 Claude Code 的统一 Tool 接口：

```typescript
const fullyQualifiedName = buildMcpToolName(client.name, tool.name)
// 结果: "mcp__my-database__query"
```

#### 内置 MCP 的工具发现

内置 MCP 服务器虽然使用 InProcessTransport，但工具发现流程与外部服务器完全一致：

- **Computer Use**：构建 MCP Server 对象，注册 `ListToolsRequestSchema` handler，工具描述包含平台特定的已安装应用列表
- **Claude in Chrome**：提供 17+ 个浏览器控制工具
- **VSCode SDK**：由 IDE 端提供工具列表，通过 SDK transport 传递

#### 工具描述截断

MCP 工具描述上限 2048 字符（`MAX_MCP_DESCRIPTION_LENGTH`）。OpenAPI 生成的 MCP 服务器曾观察到 15-60KB 的描述文档。

#### 工具能力标注

每个 MCP 工具根据 `tool.annotations` 自动标注：

| 注解 | 映射到 | 含义 |
|------|--------|------|
| `readOnlyHint` | `isReadOnly()` + `isConcurrencySafe()` | 只读，可并行 |
| `destructiveHint` | `isDestructive()` | 破坏性操作 |
| `openWorldHint` | `isOpenWorld()` | 开放世界（不可枚举） |
| `title` | `userFacingName()` | 显示名称 |

#### MCP 工具的权限检查

MCP 工具默认返回 `{ behavior: 'passthrough' }`，意味着它们始终进入权限确认流程。工具名使用 `mcp__` 前缀精确匹配权限规则。

> [!tip] 内置 MCP 的自动授权
> 内置 MCP 服务器的工具通过 `allowedTools` 列表自动授权——在 `main.tsx` 启动时加入，绕过普通权限提示。

### MCP 工具的执行链路

```mermaid
flowchart TD
    A["AI 生成 tool_use\nmcp__my-db__query"] --> B["MCPTool.call()"]
    B --> C["ensureConnectedClient()\n确保连接有效"]
    C --> D["callMCPToolWithUrlElicitationRetry()\nclient.request tools/call"]
    D --> E["处理图片结果\nresize + persist"]
    E --> F["内容截断\nmcpContentNeedsTruncation"]
    F --> G{"McpSessionExpiredError?"}
    G -->|"是"| C
    G -->|"否"| H["返回 data + mcpMeta"]
```

#### Session 过期自动重试

HTTP 传输的 MCP session 可能过期。检测到 `McpSessionExpiredError` 后自动重试一次，因为 `ensureConnectedClient()` 已经清除了缓存并建立了新连接。

#### 内容截断与持久化

大型 MCP 工具输出通过 `truncateMcpContentIfNeeded` 截断，二进制内容（图片）通过 `persistBinaryContent` 写入文件并返回文件路径。图片自动 resize（`maybeResizeAndDownsampleImageBuffer`）。

### MCP 连接的并发控制

```typescript
// 本地服务器并发连接数
getMcpServerConnectionBatchSize()    // 默认 3

// 远程服务器并发连接数
getRemoteMcpServerConnectionBatchSize()  // 默认 20
```

本地 MCP 服务器（stdio）是重量级的子进程，默认限制 3 个并发连接。远程服务器是轻量级 HTTP 请求，允许 20 个并发。

### 内置 vs 外部 MCP 对比总结

| 维度 | 内置 MCP | 外部 MCP |
|------|---------|---------|
| **Transport** | `InProcessTransport`（同进程） | stdio / SSE / HTTP / WebSocket |
| **配置来源** | 动态注册 | settings.json / .mcp.json / 插件 / claude.ai |
| **Scope** | `dynamic` | `user` / `project` / `local` / `enterprise` / `claudeai` |
| **进程模型** | 同进程，零开销 | 子进程（stdio）或网络连接 |
| **名称保护** | 保留名，用户不可添加同名 | 自由命名（字母数字 + `-_`） |
| **生命周期** | 随 CLI 启停 | 连接缓存 + 按需重连 |
| **权限** | `allowedTools` 自动授权 | `passthrough` 进入权限确认 |
| **Feature Flag** | `CHICAGO_MCP`（Computer Use）等 | 无（始终可用） |
| **工具发现** | 与外部相同（MCP 协议） | 标准 MCP `tools/list` |
| **清理** | `inProcessServer.close()` | 信号升级策略 SIGINT->SIGTERM->SIGKILL |

### 关键源文件索引

| 文件 | 职责 |
|------|------|
| `src/services/mcp/client.ts` | 核心客户端：connectToServer、fetchToolsForClient、MCPTool.call |
| `src/services/mcp/config.ts` | 配置管理：getAllMcpConfigs、addMcpConfig、removeMcpConfig |
| `src/services/mcp/types.ts` | 类型定义：配置 Schema、连接状态类型 |
| `src/services/mcp/InProcessTransport.ts` | 内置 MCP 传输层：linked transport pair |
| `src/services/mcp/vscodeSdkMcp.ts` | VSCode SDK MCP：双向通知、实验门控 |
| `src/services/mcp/useManageMCPConnections.ts` | React Hook：连接生命周期、重连 |
| `src/utils/computerUse/mcpServer.ts` | Computer Use MCP Server 构建 |
| `src/utils/computerUse/setup.ts` | Computer Use 动态注册 |
| `src/utils/claudeInChrome/mcpServer.ts` | Chrome MCP Server 构建 + Bridge 配置 |
| `src/tools/MCPTool/MCPTool.ts` | MCP 工具包装：统一 Tool 接口 |
| `src/entrypoints/mcp.ts` | MCP server 入口（Claude Code 作为 MCP server） |

## 关联笔记

- [[mcp-configuration|MCP 配置]]
- [[custom-agents|自定义 Agent]]
- [[skills|Skills 技能系统]]
- [[hooks|Hooks 生命周期钩子]]