ohos-native-mcp

原生 MCP 协议栈原型 —— 面向泛在操作系统（OpenHarmony）的 Model Context Protocol 传输/上下文/安全三层实现。

本仓库是 OpenHarmony 开源任务挑战赛「赛题一：泛在操作系统原生的 MCP 协议栈设计」的初赛源代码交付物，配套设计文档见 docs/（另有赛道设计文档 MCP协议栈设计.md）。

定位：这是一个宿主机可编译、可运行、可复现基准的 C++ 原型，用来验证「把 MCP 的传输层换成 OS 原生 IPC」在性能、通信效率、安全三项赛题硬指标上的真实收益。它不依赖 OpenHarmony 全量源码即可跑通全部基准；与 OpenHarmony communication_ipc / AccessToken / SAMgr 的对接点见 docs/OHOS_INTEGRATION.md（诚实标注哪些需 OHOS 构建环境）。

为什么要 OS 原生 MCP

MCP 把「语义层（JSON-RPC 2.0 的 initialize / tools/list / tools/call …）」与「传输层（stdio / SSE / Streamable-HTTP）」刻意解耦。现状传输在端侧多 Agent 同机互调场景下不划算：即便本机也要走 loopback TCP + HTTP 报文解析 + 每会话建连，大上下文还要反复 JSON 编解码与 memcpy。本原型保持语义层与生态兼容，只把传输层换成 OS 原生信道（此处用 Unix domain socket + 连接池化作为 OpenHarmony IPC/Binder 的宿主机等价物），并叠加上下文效率层与安全层。

三层与赛题指标对应

层	实现	赛题指标
传输层	src/transport.cpp：UDS/TCP + 长度前缀分帧 + 连接池化（对照「每调用新建连接」的 HTTP 基线）	①减少中间层开销，性能 ≥10%
上下文效率层	src/context.cpp：zstd 压缩 + 内容寻址 LRU 缓存（重复上下文只传 16B 引用）	②压缩/缓存优化上下文，通信效率 ≥10%
安全层	src/security.cpp：AES-256-GCM 认证加密（身份+机密性一体）+ HMAC 能力令牌（逐工具授权）	③数据加密 + 身份认证，防恶意 Agent
协议核心	src/broker.cpp：JSON-RPC 2.0 派发（initialize/tools/list/tools/call/批量/通知）	兼容现有 MCP API

目录结构（按 System Ability 组织）

include/mcp/   json / jsonrpc 模型、transport、context、security、broker、session 接口
src/           各层实现
apps/          mcp_broker_sad（Broker System-Ability 守护进程）、mcp_client_demo（端到端客户端）
bench/         bench_transport、bench_context、run_bench.sh（一键复现）
tests/         ctest：test_json / test_broker / test_security / test_context
demo/          bench.txt（基准真实输出，随仓库提交作为证据）
docs/          TEST_REPORT.md（测试报告·真数据）、OHOS_INTEGRATION.md（OHOS 集成点·诚实标注）

构建与运行（宿主机，Linux）

依赖：CMake ≥ 3.16、C++17 编译器、libzstd-dev、libssl-dev。

cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build -j
ctest --test-dir build --output-on-failure     # 全部单元测试
./build/bench_transport                          # 传输层 A/B 基准
./build/bench_context                            # 上下文效率基准

端到端演示（两个终端）：

./build/mcp_broker_sad --socket /tmp/ohos-mcp.sock   # 终端 1：启动 Broker SA
./build/mcp_client_demo --socket /tmp/ohos-mcp.sock  # 终端 2：initialize→tools/list→tools/call + 拒绝非法 Agent

一键复现全部基准并写入 demo/bench.txt：

bash bench/run_bench.sh

基准方法学（诚实边界）

• 传输层对照只差一个变量（传输方式），MCP 语义与 tool 逻辑完全相同，是最干净的 A/B。
• 主基线 A = TCP + 每调用新建连接（对应 MCP-over-HTTP 无 keep-alive）；D = UDS + 连接池（本方案传输）；E = D + AEAD 加密。
• 上下文层给出四档场景，含「唯一且不可压缩」的最坏情况（收益≈0，如实报告），到「重复上下文」的现实多 Agent 场景。
• 极小负载在 loopback 上差距可能不足 10%，赢面在连接复用 + 中大负载 + 高并发；交叉点在报告中明确标出，不挑数据。
• 全部数字由 bench/run_bench.sh 在本机真实编译真实运行产出，见 demo/bench.txt 与 docs/TEST_REPORT.md。

与 OpenHarmony 的关系

宿主机原型用 UDS 作为 OpenHarmony IPC 的等价物验证机理；落到 OpenHarmony 时，传输绑定替换为 MessageParcel + SendRequest + Ashmem 零拷贝，Broker 注册为 SAMgr 系统能力，安全层对接 AccessToken/ATM。接口已按此切分（Transport / SecurityContext / McpBroker 可独立替换实现）。详见 docs/OHOS_INTEGRATION.md。

许可

Apache-2.0（见 LICENSE / NOTICE）。第一方源码原创；仅在构建期链接系统库 zstd（BSD-3）与 OpenSSL（Apache-2.0），不内嵌其源码。