MCP 协议 - 连接管理、工具发现与执行链路

从源码角度解析 Claude Code 的 MCP 集成：内置 MCP 与外部 MCP 的区别、7 种传输层实现、connectToServer 的 memoize 缓存、工具发现的 LRU 策略、认证状态机、以及 MCP 工具如何进入权限检查链路。

架构总览：从配置到可用工具

配置层（多来源合并）
  ├── settings.json: { mcpServers: { "my-db": { command: "npx", args: [...] } } }   ← 外部
  ├── .mcp.json: 项目级 MCP 配置                                                      ← 外部
  ├── 插件 manifest (.mcp.json / .mcpb)                                               ← 外部（插件）
  ├── claude.ai connectors                                                            ← 外部（远程）
  ├── enterprise managed-mcp.json                                                     ← 外部（企业管控）
  ├── setupComputerUseMCP() / setupClaudeInChrome()                                   ← 内置（动态注册）
  └── SDK 传入 (type:'sdk')                                                           ← 内置（IDE 嵌入）
  ↓
getAllMcpConfigs()                    ← enterprise 独占 或 合并 user/project/local + plugin + claude.ai
  ↓
useManageMCPConnections()             ← React Hook 管理连接生命周期
  ↓
connectToServer(name, config)         ← memoize 缓存（lodash memoize）
  ├── 判断：内置 MCP → InProcessTransport（同进程）
  ├── 判断：外部 stdio → StdioClientTransport（子进程）
  ├── 判断：远程 SSE/HTTP/WS → 网络传输
  └── 返回 MCPServerConnection        ← { connected | failed | needs-auth | pending | disabled }
  ↓
fetchToolsForClient(client)           ← LRU(20) 缓存
  ├── client.request({ method: 'tools/list' })
  └── 每个工具包装为 MCPTool            ← 统一 Tool 接口
  ↓
assembleToolPool()                    ← 合并内置工具 + MCP 工具
  ↓
工具名格式: mcp__<serverName>__<toolName>  ← buildMcpToolName()

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 claudeInChromeDefaultEnabled 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：

// 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

动态注册流程

内置服务器在 main.tsx 的启动流程中注册，注入 dynamicMcpConfig：

// main.tsx: Computer Use MCP 动态注册
if (feature("CHICAGO_MCP") && getPlatform() !== "unknown" && !getIsNonInteractiveSession()) {
  const { getChicagoEnabled } = await import("src/utils/computerUse/gates.js")
  if (getChicagoEnabled()) {
    const { setupComputerUseMCP } = await import("src/utils/computerUse/setup.js")
    const { mcpConfig, allowedTools } = setupComputerUseMCP()
    dynamicMcpConfig = { ...dynamicMcpConfig, ...mcpConfig }
    allowedTools.push(...cuTools)
  }
}

setupComputerUseMCP() 返回的配置（src/utils/computerUse/setup.ts）：

{
  "computer-use": {
    type: "stdio",           // 类型标记为 stdio（但 client.ts 会拦截为 InProcessTransport）
    command: process.execPath,
    args: ["--computer-use-mcp"],
    scope: "dynamic",        // 动态作用域，不持久化
  }
}

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：

// Chrome MCP — 在 process 内运行，避免 ~325MB 子进程
if (isClaudeInChromeMCPServer(name)) {
  const { createChromeContext } = await import('../../utils/claudeInChrome/mcpServer.js')
  const { createClaudeForChromeMcpServer } = await import('@ant/claude-for-chrome-mcp')
  const { createLinkedTransportPair } = await import('./InProcessTransport.js')
  const context = createChromeContext(config.env)
  inProcessServer = createClaudeForChromeMcpServer(context)
  const [clientTransport, serverTransport] = createLinkedTransportPair()
  await inProcessServer.connect(serverTransport)
  transport = clientTransport
}

// Computer Use MCP — 同理
if (feature('CHICAGO_MCP') && isComputerUseMCPServer(name)) {
  const { createComputerUseMcpServerForCli } = await import('../../utils/computerUse/mcpServer.js')
  const { createLinkedTransportPair } = await import('./InProcessTransport.js')
  inProcessServer = await createComputerUseMcpServerForCli()
  const [clientTransport, serverTransport] = createLinkedTransportPair()
  await inProcessServer.connect(serverTransport)
  transport = clientTransport
}

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（config.ts:636-648）：

// 添加 MCP 配置时检查保留名
if (isClaudeInChromeMCPServer(name)) {
  throw new Error(`Cannot add MCP server "${name}": this name is reserved.`)
}
if (feature('CHICAGO_MCP') && isComputerUseMCPServer(name)) {
  throw new Error(`Cannot add MCP server "${name}": this name is reserved.`)
}

启动时也有全局检查（main.tsx:2351-2368）：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（如 VS Code、JetBrains）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
• 通过 VSCode SDK transport 连接
• 支持双向通知（如 file_updated、experiment_gates）

// src/services/mcp/vscodeSdkMcp.ts
export function setupVscodeSdkMcp(sdkClients: MCPServerConnection[]): void {
  const client = sdkClients.find(client => client.name === 'claude-vscode')
  if (client && client.type === 'connected') {
    // 注册 log_event 通知处理器
    client.client.setNotificationHandler(LogEventNotificationSchema(), ...)
    // 发送实验门控到 VSCode
    client.client.notification({ method: 'experiment_gates', params: { 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）

配置示例

// settings.json / .mcp.json 中的 MCP 配置
{
  "mcpServers": {
    // stdio 类型 — 启动子进程
    "my-database": {
      "command": "npx",
      "args": ["@my-org/db-mcp-server"],
      "env": { "DB_URL": "postgres://..." }
    },

    // HTTP 流类型 — 远程服务器
    "remote-api": {
      "type": "http",
      "url": "https://api.example.com/mcp"
    },

    // SSE 类型 — Server-Sent Events
    "realtime-feed": {
      "type": "sse",
      "url": "https://feed.example.com/sse"
    },

    // WebSocket 类型
    "ws-service": {
      "type": "ws",
      "url": "wss://ws.example.com/mcp"
    }
  }
}

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）：

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。认证失败时进入 needs-auth 状态，并写入 15 分钟 TTL 的缓存文件（mcp-needs-auth-cache.json），避免重复弹出认证提示。

连接尝试 → 401 Unauthorized
  ↓
handleRemoteAuthFailure()
  ├── logEvent('tengu_mcp_server_needs_auth')
  ├── setMcpAuthCacheEntry(name)         ← 写入 15min TTL 缓存
  └── return { type: 'needs-auth' }      ← UI 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（client.ts:1376-1404）：

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（client.ts:1229）：

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，client.ts:493），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。

const controller = new AbortController()
const timer = setTimeout(c => c.abort(...), MCP_REQUEST_TIMEOUT_MS, controller)
timer.unref?.()  // 不阻止进程退出

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：

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：createComputerUseMcpServerForCli() 在 src/utils/computerUse/mcpServer.ts 中构建 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（1s 超时枚举）。
• Claude in Chrome：createClaudeForChromeMcpServer() 在 @ant/claude-for-chrome-mcp 包中构建 Server，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' }（client.ts:1816-1834），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。

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。例如 Computer Use 工具的 request_access 自行处理会话级审批。

MCP 工具的执行链路

AI 生成 tool_use: { name: "mcp__my-db__query", input: { sql: "..." } }
  ↓
MCPTool.call()                               ← client.ts:1835
  ├── ensureConnectedClient()                ← 确保连接有效（重连）
  ├── callMCPToolWithUrlElicitationRetry()   ← 带 Elicitation 重试
  │   ├── client.request({ method: 'tools/call' })
  │   ├── 处理图片结果（resize + persist）
  │   └── 内容截断（mcpContentNeedsTruncation）
  ├── McpSessionExpiredError → 重试一次
  └── 返回 { data: content, 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（client.ts:1862），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

// 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	setupComputerUseMCP() / setupClaudeInChrome() 等动态注册	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）