Java 实现 MCP 服务：构建 LLM 专属工具库基座

介绍如何使用 Java 和 Spring Boot 实现 Model Context Protocol (MCP) 服务端。通过 WebSocket 和 HTTP 协议支持，将企业级 Java 系统与 AI 模型连接，使 LLM 能够调用数据库查询、业务逻辑等工具。文章涵盖架构设计、核心协议类定义、服务引擎实现及工具注册机制，提供完整的 Maven 配置与代码示例，助力开发者快速搭建 AI 工具集成基座。

RustyLab发布于 2026/3/30更新于 2026/4/131 浏览

Java 实现 MCP 服务：构建 LLM 专属工具库基座

在企业级应用开发领域，Java 凭借其稳定性、可扩展性和丰富的生态系统，一直是大型项目的首选技术栈。在 AI 浪潮席卷全球的今天，如何让传统的 Java 系统与现代化的语言模型无缝对接，成为了许多企业面临的技术挑战。

本文将介绍如何用 Java 实现 MCP（Model Context Protocol）服务。这不仅仅是技术实现，更是连接传统企业系统与智能 AI 世界的桥梁。通过这个方案，AI 助手将能够直接调用企业的 Java 服务：查询数据库、执行业务逻辑、生成报表，甚至操作内部系统。

一、为何选择 Java 实现 MCP

在真实的企业环境中，技术选型必须考虑以下现实因素：

系统兼容性：大多数企业的核心业务系统基于 Java 构建，包括银行交易系统、电商平台、ERP 系统等。在这些系统上直接集成 AI 能力，比推倒重来更加现实和经济。
团队技术储备：Java 开发者在企业中的比例很高，使用 Java 实现意味着更多的开发者能够参与维护和扩展，降低技术门槛。
性能与稳定性：Java 在长时间运行、高并发场景下有着经过验证的稳定性表现，这对于企业级应用至关重要。
生态完整性：Spring 生态、数据库连接池、消息队列、缓存系统等成熟的 Java 组件可以快速集成到 MCP 服务中，提供企业级的功能支持。

二、技术架构全景图

我们基于 Java 实现的 MCP 服务会基于以下技术栈构建：

🏗️ 架构层次：
├── 通信层 (WebSocket + HTTP) - 提供双协议支持
├── 协议层 (MCP 协议解析) - 标准化 AI 交互
├── 工具层 (业务逻辑封装) - 可扩展的工具生态
├── 集成层 (外部系统对接) - 企业系统连接
└── 安全层 (认证授权) - 企业级安全

🛠️ 技术选型：
- Spring Boot 3.x - 现代化应用框架
- WebSocket - 实时双向通信
- Jackson - JSON 序列化
- Maven - 依赖管理
- Lombok - 代码简化
- Validation - 参数校验

三、实战 MCP 服务

3.1 环境准备与项目初始化

首先创建一个标准的 Spring Boot 项目。以下是完整的 Maven 配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example
    java-mcp-server
    1.0.0
    jar
    Java MCP Server
    Java implementation of Model Context Protocol Server
    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        3.2.0
        
    
    
        17
        17
        UTF-8
    
    
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-websocket
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-validation
        
        
        
            com.fasterxml.jackson.core
            jackson-databind
        
        
            com.fasterxml.jackson.core
            jackson-core
        
        
        
            org.projectlombok
            lombok
            true
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
            test
        
    
    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
                
                    
                        
                            org.projectlombok
                            lombok

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Terser 压缩、变量名混淆，或 javascript-obfuscator 高强度混淆（体积会增大）。在线工具，JavaScript 压缩与混淆在线工具，online

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/** * MCP 协议请求基类 * 使用 Jackson 多态反序列化来处理不同类型的请求 * * 功能描述：作为所有 MCP 请求的基类，定义了 JSON-RPC 2.0 协议的基本结构， * 包括 jsonrpc 版本、请求 ID 和方法名。通过@JsonTypeInfo 注解实现多态反序列化， * 根据 method 字段的值自动转换为具体的请求子类。 */ @Data @JsonTypeInfo(use = JsonTypeInfo.Id.NAME, property = "method") @JsonSubTypes({ @JsonSubTypes.Type(value = ToolsCallRequest.class, name = "tools/call"), @JsonSubTypes.Type(value = ToolsListRequest.class, name = "tools/list"), @JsonSubTypes.Type(value = ResourcesListRequest.class, name = "resources/list"), @JsonSubTypes.Type(value = ResourcesReadRequest.class, name = "resources/read") }) public abstract class MCPRequest { private String jsonrpc = "2.0"; private String id; private String method; } /** * 工具调用请求 - 当 AI 需要执行某个工具时发送 * * 功能描述：封装工具调用请求，包含工具名称和调用参数。 * 当 LLM 决定使用某个工具时，会发送此请求到 MCP 服务。 * 服务根据工具名称找到对应的工具实现，并使用参数执行工具逻辑。 */ @Data @EqualsAndHashCode(callSuper = true) public class ToolsCallRequest extends MCPRequest { private ToolsCallParams params; @Data public static class ToolsCallParams { private String name; private Map<String, Object> arguments; } } /** * 工具列表请求 - 客户端查询可用工具列表 * * 功能描述：用于客户端发现服务提供的所有可用工具。 * 服务返回工具的名称、描述和输入参数 schema，帮助 LLM 了解何时以及如何使用这些工具。 */ @Data @EqualsAndHashCode(callSuper = true) public class ToolsListRequest extends MCPRequest { } /** * 资源列表请求 - 客户端查询可用资源列表 * * 功能描述：用于客户端发现服务提供的所有可用资源。 * 资源通常是只读的数据源，如配置文件、文档等。 */ @Data @EqualsAndHashCode(callSuper = true) public class ResourcesListRequest extends MCPRequest { } /** * 资源读取请求 - 客户端读取特定资源 * * 功能描述：用于读取特定的资源内容。 * 客户端通过 URI 指定要读取的资源，服务返回资源的内容。 */ @Data @EqualsAndHashCode(callSuper = true) public class ResourcesReadRequest extends MCPRequest { private ResourcesReadParams params; @Data public static class ResourcesReadParams { private String uri; } } /** * MCP 协议响应格式 * * 功能描述：标准的 JSON-RPC 2.0 响应格式，包含请求 ID、处理结果或错误信息。 * 如果请求成功处理，result 字段包含执行结果；如果处理失败，error 字段包含错误详情。 */ @Data public class MCPResponse { private String jsonrpc = "2.0"; private String id; private Object result; private Error error; @Data public static class Error { private int code; private String message; private Object data; } } /** * 工具定义 - 描述每个工具的能力和输入参数 * * 功能描述：定义工具的元数据，包括工具名称、功能描述和输入参数的模式。 * 这些信息帮助 LLM 理解工具的功能和如何正确调用工具。 */ @Data @AllArgsConstructor public class ToolDefinition { private String name; private String description; private JsonNode inputSchema; } /** * 工具执行结果 - 封装工具执行的返回内容 * * 功能描述：封装工具执行的结果，支持多种内容类型（文本、图像等）。 * 包含内容列表和错误标识，允许工具返回复杂的结果结构。 */ @Data public class ToolResult { private List<Content> content; private String isError; @Data @AllArgsConstructor public static class Content { private String type; private String text; } }

/** * MCP 服务核心引擎 * 负责协议处理、工具管理、请求路由 * * 功能描述：MCP 服务的核心组件，管理所有注册的工具和资源，处理传入的 MCP 请求。 * 支持工具发现、工具调用、资源管理等核心功能。采用线程安全的并发设计， * 支持动态注册新工具，提供完整的错误处理和日志记录。 */ @Slf4j @Service public class MCPServer { private final Map<String, MCPTool> tools = new ConcurrentHashMap<>(); private final Map<String, MCPResource> resources = new ConcurrentHashMap<>(); private final ObjectMapper objectMapper; public MCPServer(ObjectMapper objectMapper) { this.objectMapper = objectMapper; initializeBuiltinTools(); log.info("MCP 服务初始化完成，内置工具已注册"); } /** * 注册工具到服务 * * 功能描述：动态注册新的工具到 MCP 服务。工具注册后立即可用于客户端调用。 * 支持热更新工具，无需重启服务即可添加新功能。 * * @param name 工具名称，用于客户端调用时指定 * @param tool 工具实现实例 */ public void registerTool(String name, MCPTool tool) { tools.put(name, tool); log.info("注册工具：{}", name); } /** * 注册资源到服务 * * 功能描述：注册新的资源到 MCP 服务。资源通常是只读的数据源， * 客户端可以通过资源 URI 访问这些数据。 * * @param uri 资源 URI，用于唯一标识资源 * @param resource 资源实现实例 */ public void registerResource(String uri, MCPResource resource) { resources.put(uri, resource); log.info("注册资源：{}", uri); } /** * 处理 MCP 请求的核心方法 * 根据请求类型路由到相应的处理器 * * 功能描述：MCP 请求的入口点，根据请求方法类型路由到对应的处理器。 * 支持工具列表查询、工具调用、资源列表查询、资源读取等操作。 * 提供完整的错误处理和日志记录。 * * @param request MCP 请求对象 * @return MCP 响应对象 */ public MCPResponse handleRequest(MCPRequest request) { log.debug("处理 MCP 请求：{} ID: {}", request.getMethod(), request.getId()); try { return switch (request) { case ToolsListRequest req -> handleToolsList(req); case ToolsCallRequest req -> handleToolsCall(req); case ResourcesListRequest req -> handleResourcesList(req); case ResourcesReadRequest req -> handleResourcesRead(req); default -> createErrorResponse(request.getId(), -32601, "不支持的请求方法：" + request.getMethod()); }; } catch (Exception e) { log.error("处理 MCP 请求时发生错误", e); return createErrorResponse(request.getId(), -32000, "服务内部错误：" + e.getMessage()); } } /** * 处理工具列表查询 * * 功能描述：返回服务注册的所有工具的元数据信息，包括工具名称、描述和输入参数模式。 * 客户端使用此信息来了解可用的工具及其使用方法。 * * @param request 工具列表请求 * @return 包含工具列表的响应 */ private MCPResponse handleToolsList(ToolsListRequest request) { List<ToolDefinition> toolList = tools.values().stream() .map(MCPTool::getDefinition) .collect(Collectors.toList()); log.debug("返回工具列表，共 {} 个工具", toolList.size()); MCPResponse response = new MCPResponse(); response.setId(request.getId()); response.setResult(Map.of("tools", toolList)); return response; } /** * 处理工具调用请求 * * 功能描述：执行具体的工具调用。根据工具名称找到对应的工具实现， * 使用提供的参数执行工具逻辑，并返回执行结果。 * 提供完整的参数验证和错误处理。 * * @param request 工具调用请求 * @return 包含工具执行结果的响应 */ private MCPResponse handleToolsCall(ToolsCallRequest request) { String toolName = request.getParams().getName(); MCPTool tool = tools.get(toolName); if (tool == null) { log.warn("请求的工具不存在：{}", toolName); return createErrorResponse(request.getId(), -32601, "工具不存在：" + toolName); } try { log.info("执行工具：{} 参数：{}", toolName, request.getParams().getArguments()); ToolResult result = tool.execute(request.getParams().getArguments()); log.info("工具执行完成：{}", toolName); MCPResponse response = new MCPResponse(); response.setId(request.getId()); response.setResult(result); return response; } catch (Exception e) { log.error("工具执行失败：{}", toolName, e); return createErrorResponse(request.getId(), -32000, "工具执行失败：" + e.getMessage()); } } /** * 处理资源列表查询（简化实现） * * 功能描述：返回服务注册的所有资源的列表。 * 当前为简化实现，返回空列表。实际应用中应返回真实的资源列表。 * * @param request 资源列表请求 * @return 包含资源列表的响应 */ private MCPResponse handleResourcesList(ResourcesListRequest request) { MCPResponse response = new MCPResponse(); response.setId(request.getId()); response.setResult(Map.of("resources", List.of())); return response; } /** * 处理资源读取请求（简化实现） * * 功能描述：读取指定 URI 的资源内容。 * 当前为简化实现，返回空内容。实际应用中应根据 URI 返回对应的资源内容。 * * @param request 资源读取请求 * @return 包含资源内容的响应 */ private MCPResponse handleResourcesRead(ResourcesReadRequest request) { MCPResponse response = new MCPResponse(); response.setId(request.getId()); response.setResult(Map.of("contents", List.of())); return response; } /** * 创建错误响应 * * 功能描述：根据错误代码和消息创建标准的错误响应。 * 遵循 JSON-RPC 2.0 错误规范，包含预定义的错误代码和描述信息。 * * @param id 请求 ID * @param code 错误代码 * @param message 错误消息 * @return 错误响应 */ private MCPResponse createErrorResponse(String id, int code, String message) { MCPResponse response = new MCPResponse(); response.setId(id); MCPResponse.Error error = new MCPResponse.Error(); error.setCode(code); error.setMessage(message); response.setError(error); return response; } /** * 初始化内置工具 * * 功能描述：在服务启动时注册所有内置工具。 * 包括数学工具、健康工具、文本分析工具和单位换算工具等。 * 这些工具提供了基础的功能支持。 */ private void initializeBuiltinTools() { registerTool("add", new MathTools.AddTool(objectMapper)); registerTool("multiply", new MathTools.MultiplyTool(objectMapper)); registerTool("calculate_bmi", new HealthTools.BMITool(objectMapper)); registerTool("text_analyzer", new TextAnalysisTool(objectMapper)); registerTool("unit_converter", new UnitConverterTool(objectMapper)); } /** * 获取服务状态信息 * * 功能描述：返回服务的当前状态信息，包括工具数量、资源数量和可用工具列表。 * 用于监控和管理服务状态。 * * @return 服务状态信息 */ public Map<String, Object> getServerStatus() { return Map.of( "toolsCount", tools.size(), "resourcesCount", resources.size(), "tools", tools.keySet() ); } }

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