[MCP][06]持久化记忆

舒娅友 · 2025-10-1 17:39:03

前言

在之前的案例中，会话历史都保存在内存中，一旦程序重启，会话历史就会丢失，导致AI没法根据会话历史推测用户当前意图。这就像一个人记性特别差，每次见面都忘了之前聊过什么，让人感觉很不专业。
如果你之前使用过LangGraph，那应该知道LangGraph提供了checkpointer功能来管理历史会话，可以把历史会话保存到关系型数据库或内存中。虽然LangGraph有这个功能，但是MCP官方文档中并没有提类似的实现。不过没关系，加载会话的逻辑其实很简单，我们也可以实现一个简单的持久化记忆功能。
我这里设计的是把历史会话保存到sqlite中，跟LangGraph一样，根据thread_id查找历史会话。我这里只是把会话当字符串来保存，而LangGraph则做了特殊处理，所以功能和性能方面相对差点，但基本功能都已经实现了，而且还另外加了时间字段。如果数据库更换为MySQL或Postgres，可以按时间字段来分区，这样就能更好地管理历史数据了。
MCP Server

有的持久化记忆的设计是把历史会话管理功能集成到MCP Server上，但我认为历史会话跟Client是强相关的，所以MCP Server端我没做任何改动，和前面的示例基本一致。这样设计的好处是保持了Server的简洁性，让每个组件各司其职。

import asyncio
from dataclasses import dataclass
from datetime import datetime
from fastmcp import Context, FastMCP
@dataclass
class UserDecision:
decision: str = "decline"
mcp = FastMCP("Elicitation Server")
@mcp.tool()
async def get_weather(city: str) -> str:
"""Get weather for a given city."""
return f"It's always sunny in {city}!"
@mcp.tool()
async def get_date() -> str:
"""Get today's date."""
return datetime.now().strftime("%Y-%m-%d")
@mcp.tool()
async def execute_command_local(command: str, ctx: Context, is_need_user_check: bool = False, timeout: int = 10) -> str:
"""Execute a shell command locally.
Args:
command (str): The shell command to execute.
is_need_user_check (bool): Set to True when performing create, delete, or modify operations on the host, indicating that user confirmation is required.
timeout (int): Timeout in seconds for command execution. Default is 10 seconds.
Returns:
str: The output of the shell command.
"""
if is_need_user_check:
user_check_result = await ctx.elicit(
message=f"Do you want to execute this command(yes or no): {command}",
response_type=UserDecision, # response_type 必须是符合 JSON Schema
)
if user_check_result.action != "accept":
return "User denied command execution."
try:
proc = await asyncio.create_subprocess_shell(
command,
stdout=asyncio.subprocess.PIPE,
stderr=asyncio.subprocess.PIPE
)
stdout, stderr = await asyncio.wait_for(proc.communicate(), timeout=timeout)
stdout_str = stdout.decode().strip()
stderr_str = stderr.decode().strip()
if stdout_str:
return f"Stdout: {stdout_str}"
elif stderr_str:
return f"Stderr: {stderr_str}"
else:
return "Command executed successfully with no output"
except asyncio.TimeoutError:
if proc and not proc.returncode:
try:
proc.terminate()
await proc.wait()
except:
pass
return f"Error: Command '{command}' timed out after {timeout} seconds"
except Exception as e:
return f"Error executing command '{command}': {str(e)}"
if __name__ == "__main__":
mcp.run(transport="streamable-http", host="localhost", port=8001, show_banner=False)

复制代码

client使用http通信，所以server记得要先运行。
MCP Client

在客户端，我们增加了对sqlite的异步使用支持，将每次对话按thread_id保存到sqlite中。这就像是给AI装上了"记忆硬盘"，让它能够记住之前的对话内容。

import asyncio
import json
import readline # For enhanced input editing
import traceback
from collections.abc import Sequence
from datetime import datetime
from typing import Dict, List, Optional, cast
from fastmcp import Client
from fastmcp.client.elicitation import ElicitResult
from mcp.shared.context import RequestContext
from mcp.types import ElicitRequestParams
from openai import AsyncOpenAI
from openai.types.chat import ChatCompletionMessageFunctionToolCall
from sqlalchemy import (Boolean, Column, DateTime, Integer, String, Text, func,
select)
from sqlalchemy.ext.asyncio import (AsyncSession, async_sessionmaker,
create_async_engine)
from sqlalchemy.orm import declarative_base, sessionmaker
from pkg.config import cfg
from pkg.log import logger
db_engine = create_async_engine("sqlite+aiosqlite:///aiodemo.sqlite")
Base = declarative_base()
session_local = async_sessionmaker(bind=db_engine, expire_on_commit=False, class_=AsyncSession)
class MCPMemory(Base):
__tablename__ = "mcp_memory"
id = Column(Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
thread_id = Column(String(20), index=True, comment="client gets memories according to thread_id")
role = Column(String(20), comment="system/user/assistant/tool")
tool_calls = Column(Text)
tool_call_id = Column(String(50))
content = Column(Text)
is_deleted = Column(Boolean, default=False, comment="logical deletion")
created_at = Column(DateTime, default=func.now())
updated_at = Column(DateTime, default=func.now(), onupdate=func.now())
deleted_at = Column(DateTime, default=None)
def __repr__(self):
return f"<MCPMemory(id={self.id}, thread_id={self.thread_id}, role={self.role}, content={self.content}, is_deleted={self.is_deleted}, created_at={self.created_at}, updated_at={self.updated_at})>"
class MCPMemoryService:
@classmethod
async def get_memories(cls, thread_id: str) -> Sequence[MCPMemory]:
async with session_local() as session:
results = await session.execute(select(MCPMemory).where(MCPMemory.thread_id == thread_id, MCPMemory.is_deleted == False).order_by(MCPMemory.created_at))
return results.scalars().fetchall()
@classmethod
async def add_memory(cls, thread_id: str, role: str, content: Optional[str] = None, tool_calls: Optional[str] = None, tool_call_id: Optional[str] = None):
async with session_local() as session:
memory = MCPMemory(thread_id=thread_id, role=role, content=content, tool_calls=tool_calls, tool_call_id=tool_call_id)
session.add(memory)
await session.commit()
await session.refresh(memory)
return memory
async def init_db():
async with db_engine.begin() as conn:
await conn.run_sync(Base.metadata.create_all)
class MCPHost:
"""MCP主机类，用于管理与MCP服务器的连接和交互"""
def __init__(self, server_uri: str, thread_id: str):
"""
初始化MCP客户端
Args:
server_uri (str): MCP服务器的URI地址
"""
# 初始化MCP客户端连接
self.mcp_client: Client = Client(server_uri, elicitation_handler=self.elicitation_handler)
# 初始化异步OpenAI客户端用于与LLM交互
self.llm = AsyncOpenAI(
base_url=cfg.llm_base_url,
api_key=cfg.llm_api_key,
)
self.thread_id = thread_id
# 存储对话历史消息
self.messages = []
async def close(self):
"""关闭MCP客户端连接"""
if self.mcp_client:
await self.mcp_client.close()
async def load_memory(self):
"""从数据库加载历史对话记录"""
results = await MCPMemoryService.get_memories(self.thread_id)
if results:
for rst in results:
# 处理工具调用消息
if rst.tool_calls is not None:
try:
tool_calls = json.loads(str(rst.tool_calls))
self.messages.append({
"role": rst.role,
"tool_calls": tool_calls
})
except json.JSONDecodeError:
logger.error(f"Failed to decode tool_calls JSON: {rst.tool_calls}")
# 处理工具调用结果消息
elif rst.tool_call_id is not None:
self.messages.append({
"role": "tool",
"tool_call_id": str(rst.tool_call_id),
"content": str(rst.content) if rst.content is not None else ""
})
# 处理普通消息
else:
self.messages.append({
"role": rst.role,
"content": str(rst.content) if rst.content is not None else ""
})
logger.info(f"Loaded {len(results)} messages from memory")
async def elicitation_handler(self, message: str, response_type: type, params: ElicitRequestParams, context: RequestContext):
print(f"MCP Server asks: {message}")
user_decision = input("Please check(yes or no): ").strip()
if not user_decision or user_decision != "yes":
return ElicitResult(action="decline")
response_data = response_type(decision="accept")
return response_data
async def process_query(self, query: str) -> str:
"""Process a user query by interacting with the MCP server and LLM.
Args:
query (str): The user query to process.
Returns:
str: The response from the MCP server.
"""
# 将用户查询添加到消息历史中
self.messages.append({
"role": "user",
"content": query,
})
await MCPMemoryService.add_memory(thread_id=self.thread_id, role="user", content=query)
# 使用异步上下文管理器确保MCP客户端连接正确建立和关闭
async with self.mcp_client:
# 从MCP服务器获取可用工具列表
tools = await self.mcp_client.list_tools()
# 构造LLM可以理解的工具格式
available_tools = []
# 将MCP工具转换为OpenAI格式
for tool in tools:
available_tools.append({
"type": "function",
"function": {
"name": tool.name,
"description": tool.description,
"parameters": tool.inputSchema,
}
})
logger.info(f"Available tools: {[tool['function']['name'] for tool in available_tools]}")
# 调用LLM，传入对话历史和可用工具
resp = await self.llm.chat.completions.create(
model=cfg.llm_model,
messages=self.messages,
tools=available_tools,
temperature=0.3,
)
# 存储最终响应文本
final_text = []
# 获取LLM的首个响应消息
message = resp.choices[0].message
# 如果响应包含直接内容，则添加到结果中
if hasattr(message, "content") and message.content:
final_text.append(message.content)
# 循环处理工具调用，直到没有更多工具调用为止
while message.tool_calls:
# 遍历所有工具调用
for tool_call in message.tool_calls:
# 确保工具调用有函数信息
if not hasattr(tool_call, "function"):
continue
# 类型转换以获取函数调用详情
function_call = cast(ChatCompletionMessageFunctionToolCall, tool_call)
function = function_call.function
tool_name = function.name
# 解析函数参数
tool_args = json.loads(function.arguments)
# 检查MCP客户端是否已连接
if not self.mcp_client.is_connected():
raise RuntimeError("Session not initialized. Cannot call tool.")
# 调用MCP服务器上的指定工具
result = await self.mcp_client.call_tool(tool_name, tool_args)
# 将助手的工具调用添加到消息历史中
self.messages.append({
"role": "assistant",
"tool_calls": [
{
"id": tool_call.id,
"type": "function",
"function": {
"name": function.name,
"arguments": function.arguments
}
}
]
})
await MCPMemoryService.add_memory(
thread_id=self.thread_id,
role="assistant",
tool_calls=json.dumps([
{
"id": tool_call.id,
"type": "function",
"function": {
"name": function.name,
"arguments": function.arguments
}
}
])
)
# 将工具调用结果添加到消息历史中
self.messages.append({
"role": "tool",
"tool_call_id":tool_call.id,
"content": str(result.content) if result.content else ""
})
await MCPMemoryService.add_memory(
thread_id=self.thread_id,
role="tool",
tool_call_id=tool_call.id,
content=str(result.content) if result.content else "",
)
# 基于工具调用结果再次调用LLM
final_resp = await self.llm.chat.completions.create(
model=cfg.llm_model,
messages=self.messages,
tools=available_tools,
temperature=0.3,
)
# 更新消息为最新的LLM响应
message = final_resp.choices[0].message
# 如果响应包含内容，则添加到最终结果中
if message.content:
final_text.append(message.content)
# 将最终响应添加到消息历史中
if final_text:
final_content = "\n".join(final_text)
self.messages.append({
"role": "assistant",
"content": final_content
})
await MCPMemoryService.add_memory(
thread_id=self.thread_id,
role="assistant",
content=final_content
)
# 返回连接后的完整响应
return "\n".join(final_text)
async def chat_loop(self):
"""主聊天循环，处理用户输入并显示响应"""
print("Welcome to the MCP chat! Type 'quit' to exit.")
# 加载历史记忆
await self.load_memory()
if self.messages:
print(f"Loaded {len(self.messages)} historical messages")
# 显示历史对话
for msg in self.messages:
if msg["role"] == "user":
print(f"You (history): {msg['content']}")
elif msg["role"] == "assistant":
if "content" in msg:
print(f"Assistant (history): {msg['content']}")
# 持续处理用户输入直到用户退出
while True:
try:
# 获取用户输入
query = input("You: ").strip()
# 检查退出命令
if query.lower() == "quit":
print("Exiting chat. Goodbye!")
break
# 跳过空输入
if not query:
continue
# 处理用户查询并获取响应
resp = await self.process_query(query)
print(f"Assistant: {resp}")
# 捕获并记录聊天循环中的任何异常
except Exception as e:
logger.error(f"Error in chat loop: {str(e)}")
logger.error(traceback.format_exc())
async def main():
"""主函数，程序入口点"""
# 创建MCP主机实例
await init_db()
client = MCPHost(server_uri="http://localhost:8001/mcp", thread_id="1234")
try:
# 启动聊天循环
await client.chat_loop()
except Exception as e:
# 记录主程序中的任何异常
logger.error(f"Error in main: {str(e)}")
logger.error(traceback.format_exc())
finally:
# 确保客户端连接被正确关闭
await client.close()
if __name__ == "__main__":
# 运行主程序
asyncio.run(main())

复制代码

Client 运行输出示例，第一次运行

python demo08-client.py
Welcome to the MCP chat! Type 'quit' to exit.
You: 今天的日期是什么
Assistant: 今天的日期是2025年9月14日。
You: 明天呢
Assistant: 今天是2025年9月14日，明天是2025年9月15日。
You: 合肥的天气怎么样
Assistant: 合肥的天气总是阳光明媚！
You: quit
Exiting chat. Goodbye!

复制代码

第二次运行输出示例，可以看到AI连接上了历史会话。

Welcome to the MCP chat! Type 'quit' to exit.
Loaded 12 historical messages
You (history): 今天的日期是什么
Assistant (history): 今天的日期是2025年9月14日。
You (history): 明天呢
Assistant (history): 今天是2025年9月14日，明天是2025年9月15日。
You (history): 合肥的天气怎么样
Assistant (history): 合肥的天气总是阳光明媚！
You: 南京呢？
Assistant: 南京的天气也总是阳光明媚！
You: quit
Exiting chat. Goodbye!

复制代码

第三次运行输出示例，使用tool、elicitation也是正常的。

Welcome to the MCP chat! Type 'quit' to exit.
Loaded 16 historical messages
You (history): 今天的日期是什么
Assistant (history): 今天的日期是2025年9月14日。
You (history): 明天呢
Assistant (history): 今天是2025年9月14日，明天是2025年9月15日。
You (history): 合肥的天气怎么样
Assistant (history): 合肥的天气总是阳光明媚！
You (history): 南京呢？
Assistant (history): 南京的天气也总是阳光明媚！
You: 查询下内存使用情况
Assistant: 当前内存使用情况如下：
- **总内存**: 62Gi
- **已使用内存**: 16Gi
- **空闲内存**: 38Gi
- **共享内存**: 161Mi
- **缓存/缓冲区**: 8.7Gi
- **可用内存**: 46Gi
交换分区使用情况：
- **总交换空间**: 3.8Gi
- **已使用交换空间**: 0B
- **空闲交换空间**: 3.8Gi
整体来看，内存使用情况良好，仍有大量可用内存。
You: 在家目录生成一个txt文件，文件名为当前日期，内容为当前内存使用情况和合肥今日的天气情况
MCP Server asks: Do you want to execute this command(yes or no): echo "内存使用情况:\ntotal used free shared buff/cache available\n内存： 62Gi 16Gi 38Gi 161Mi 8.7Gi 46Gi\n交换： 3.8Gi 0B 3.8Gi\n\n合肥的天气:\nIt's always sunny in 合肥!" > ~/2025-09-14.txt
Please check(yes or no): yes
Assistant: 已在家目录生成文件 `2025-09-14.txt`，文件内容包含当前内存使用情况和合肥今日的天气情况。
You: quit
Exiting chat. Goodbye!

复制代码

小结

通过这个示例，我们实现了一个完整的MCP持久化记忆系统，让AI具备了"记住"对话历史的能力。这个系统的核心优势包括：

记忆持久化：对话历史保存在SQLite数据库中，即使程序重启也不会丢失，就像给AI安装了一个可靠的"记忆硬盘"。
线程隔离：通过thread_id区分不同用户的对话历史，确保每个用户的记忆都是独立的，互不干扰。
完整记录：不仅记录普通对话，还完整保存了工具调用和执行结果，确保AI能够完整理解上下文。
时间追踪：每条记忆都带有时间戳，方便后续按时间维度进行分析和管理。
灵活扩展：数据库设计支持逻辑删除和时间分区，为后续扩展更多功能奠定了基础。

这个持久化记忆系统的实现，使得MCP应用能够提供更加连贯和智能的用户体验。用户不再需要每次都重复之前的上下文信息，AI也能基于历史对话提供更加个性化和精准的服务。
在实际应用中，这种持久化记忆机制特别适用于以下场景：

客服系统：记住用户的历史问题和服务记录
个人助手：记住用户的偏好和习惯
教育应用：跟踪学习进度和历史问答
商业分析：保存分析过程和结果供后续参考

总的来说，持久化记忆机制是构建专业级AI应用的重要组成部分，它让AI从"一次性对话工具"升级为"有记忆的智能伙伴"。

来源：程序园用户自行投稿发布，如果侵权，请联系站长删除
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！

曲愍糙 · 3 天前

这个有用。

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