极简实现：几行代码快速搭建MCP服务端与客户端

一、MCP协议核心概念解析

MCP（Minecraft Protocol）是Minecraft游戏客户端与服务端通信的核心协议，基于TCP传输层实现。其核心特点包括：

1. 包结构：每个数据包由Packet Length（VarInt） + Packet ID（VarInt） + Payload组成，其中VarInt是可变长度整数编码。
2. 连接流程：握手阶段需交换协议版本、服务器地址、端口及状态（登录/状态）。
3. 状态管理：服务端需维护客户端连接状态（如登录中、游戏中等），并处理不同状态下的包路由。

传统实现需处理字节流解析、状态机、并发控制等复杂逻辑，但通过Python的asyncio与结构化包处理，可大幅简化代码。

二、服务端实现：50行代码的核心逻辑

1. 基础框架搭建

import asyncio
from dataclasses import dataclass
@dataclass
class MCPacket:
    packet_id: int
    payload: bytes
class MCPServer:
    def __init__(self, host='0.0.0.0', port=25565):
        self.host = host
        self.port = port
        self.clients = {}  # 存储客户端连接与状态
    async def start(self):
        server = await asyncio.start_server(
            self.handle_client, self.host, self.port
        )
        async with server:
            await server.serve_forever()

2. 握手与状态处理

    async def handle_client(self, reader, writer):
        addr = writer.get_extra_info('peername')
        print(f"New connection from {addr}")
        # 握手阶段：读取协议版本、服务器地址、端口、状态
        handshake_data = await self.read_varint(reader)
        protocol_version = handshake_data[0]
        server_address = (await reader.readexactly(handshake_data[2])).decode()
        port = int.from_bytes(await reader.readexactly(2), 'big')
        state = await self.read_varint(reader)[0]  # 1=登录, 2=状态
        self.clients[writer] = {'state': state, 'protocol': protocol_version}
        await self.send_packet(writer, 0x00, b'')  # 响应握手成功
        # 根据状态路由后续包
        if state == 1:  # 登录状态
            await self.handle_login(reader, writer)
        else:
            await self.handle_status(reader, writer)

3. 包解析与发送

    async def read_varint(self, reader):
        value = 0
        for i in range(5):  # VarInt最多5字节
            byte = await reader.readexactly(1)
            value |= (byte[0] & 0x7F) << (7 * i)
            if not (byte[0] & 0x80):
                break
        return value, i + 1
    async def send_packet(self, writer, packet_id, payload):
        # 写入包长度（VarInt）和包ID
        data = bytes([packet_id]) + payload
        length = len(data)
        # 简化版：实际需实现VarInt编码
        await writer.write(length.to_bytes(3, 'big') + data)
        await writer.drain()

三、客户端实现：30行代码的轻量级连接

1. 连接与握手

class MCPClient:
    def __init__(self, host='localhost', port=25565):
        self.host = host
        self.port = port
    async def connect(self):
        reader, writer = await asyncio.open_connection(self.host, self.port)
        # 发送握手包（协议版本759，状态=登录）
        handshake = bytes([0x04]) + b'localhost' + bytes([0, 0]) + bytes([0x01])
        await self.send_packet(writer, 0x00, handshake)  # 0x00为握手包ID
        return reader, writer

2. 包发送与响应处理

    async def send_packet(self, writer, packet_id, payload):
        # 简化版：实际需计算包长度并编码VarInt
        data = bytes([packet_id]) + payload
        await writer.write(data)
        await writer.drain()
    async def login(self, username):
        reader, writer = await self.connect()
        # 发送登录启动包（用户名）
        await self.send_packet(writer, 0x01, username.encode())
        # 读取服务器响应（如登录成功包0x02）
        response = await reader.readexactly(1024)
        print(f"Server response: {response}")

四、关键优化与安全实践

1. VarInt编码：实际实现需替换简化版的固定长度写入，使用位操作动态计算字节数。
2. 并发控制：服务端需为每个客户端创建独立协程，避免阻塞。
3. 加密支持：生产环境需集成ECS（Encryption Request/Response）包，使用AES加密通信。
4. 错误处理：添加超时机制（asyncio.wait_for）和异常捕获，防止连接泄漏。

五、扩展建议与适用场景

1. 轻量级代理：通过修改handle_client逻辑，可实现MCP包转发或协议转换。
2. 测试工具：客户端代码可扩展为自动化测试框架，模拟玩家行为。
3. 教育用途：代码结构清晰，适合作为网络协议教学的入门案例。
4. 性能限制：Python实现适合低并发场景（<100连接），高并发需改用Go/Rust。

六、完整代码示例与运行指南

1. 服务端启动：

   if __name__ == '__main__':
    server = MCPServer()
    asyncio.run(server.start())

2. 客户端连接：

   client = MCPClient()
   asyncio.run(client.login('Player1'))

3. 依赖安装：仅需Python 3.7+，无需第三方库。

七、总结与未来方向

本文通过异步IO与结构化包处理，实现了MCP协议的核心功能。开发者可基于此代码扩展：

• 添加完整的VarInt/VarLong编解码。
• 实现更多MCP包（如聊天、方块更新）。
• 集成WebSocket以支持浏览器端连接。

此方案证明了在理解协议本质后，可用极简代码实现复杂网络协议，为快速原型开发提供了高效路径。