ohmcp — OpenHarmony 原生 MCP 协议栈

面向 OpenHarmony 泛在操作系统的原生 MCP（Model Context Protocol）协议栈参考实现。 以 Rust 编写，针对端侧多 Agent 场景重新设计传输层与上下文通道，在与官方 MCP SDK 同语义的 JSON-RPC 基线对比下，实现显著的通信效率与延迟优化。

OpenHarmony 开源任务挑战赛 · 赛题一《泛在 OS 原生 MCP 协议栈》参赛作品。

核心设计

层	crate	说明
帧格式	ohmcp-core	OHMF 二进制帧：17 字节定长头（magic/版本/标志/类型/request_id/长度），替代 JSON-RPC 文本信封
传输	ohmcp-transport	Unix Domain Socket 帧化读写；写路径批量聚合减少 syscall，读路径增量零拷贝解码；可选双向共享内存大 payload 通道（memfd 环形缓冲 + SCM_RIGHTS fd 传递，上下行零套接字拷贝）；DSoftBus Session 适配 PoC（softbus.rs）
上下文优化	ohmcp-cache	LZ4 透明压缩（512B 阈值）；内容寻址结果缓存 sha256(tool ‖ args)，命中时仅回传 32 字节 CACHE_REF
安全	ohmcp-security	HMAC-SHA256 挑战应答认证（令牌不过网）；X25519 临时密钥交换（前向保密）；会话级 ChaCha20-Poly1305 AEAD（帧头入 AAD 防篡改）；工具粒度 ACL
服务端	ohmcpd	用户态守护进程，每连接异步任务，共享工具注册表与服务端缓存
客户端	ohmcp-client	单连接多路复用；“机会主义内联读”分发（顺序调用零任务切换，并发调用自动复用）
测试	ohmcp-bench	与 JSON-RPC 基线（对齐官方 SDK 传输语义）的七场景对比基准

性能（vs 官方 SDK 语义 JSON-RPC 基线）

同机 UDS、同一工具执行逻辑，仅协议栈不同（ohmcp 全程开启认证 + 加密）：

场景	吞吐提升	p50 延迟	线上字节
latency-echo（5k 小消息）	+20% ~ +65%	−17% ~ −36%	−3.8%
bulk-kb-search（5k 大结果）	+15% ~ +20%	−10% ~ −13%	−81.0%
bulk-doc-64k（整文档拉取）	+5% ~ +24%	−13% ~ −21%	−95.6%
bulk-doc-64k（共享内存通道）	+52%	−32%	−99.8%
upload-256k（双向共享内存）	+81% ~ +170%	−47% ~ −67%	−99.99%
repeat-cached（热点重复调用）	+37% ~ +59%	−26% ~ −36%	−94.1%
pipeline-64（单连接 64 路复用）	+138% ~ +157%	−59% ~ −64%	—
concurrent-16（16 Agent）	+30% ~ +41%	−23% ~ −33%	—

（每场景 3 次运行取吞吐中位数，区间为多次完整基准运行观测范围）

复现：

cargo run --release -p ohmcp-bench -- --json bench-results.json
cargo run --release -p ohmcp-bench --bin demo   # 端到端多 Agent 演示

端到端演示输出

=== ohmcp 多 Agent 演示（认证 + 加密开启） ===

[voice-assistant] 可用工具: ["echo", "kb.search", "kb.dump", "kb.blob", "device.status", "math.sum"]
[voice-assistant] kb.search 首次调用: 991 字节, 98µs
[voice-assistant] kb.search 重复调用（线上仅 32 字节 CACHE_REF）: 47µs
[voice-assistant] 本地缓存: 1 命中 / 0 未命中
[system-scheduler] device.status: {"content":[{"type":"text","text":"{\"battery\":87,...}"}]}
[calc-agent] math.sum: {"content":[{"type":"text","text":"100"}]}
[doc-agent] kb.dump 经共享内存通道: 65959 字节结果, 320µs（套接字仅 12 字节引用）
[doc-agent] 收到资源更新推送: ohmcp://docs/protocol
[doc-agent] 重读更新后内容: 协议文档已更新（v2）
[calc-agent] 越界调用被拒: server error: {"code":-32601,"message":"unknown tool: fs.delete_all"}
[rogue-agent] 错误令牌被拒: auth failed: Some("invalid token")

=== 演示完成：多 Agent 复用单守护进程，全程加密，缓存/订阅生效 ===

快速开始

# 构建（.cargo/config.toml 默认启用 target-cpu=native）
cargo build --release

# 启动守护进程（开启认证）
./target/release/ohmcpd --socket /tmp/ohmcpd.sock --token my-secret

# 客户端调用（库 API）

use ohmcp_client::OhmcpClient;

let c = OhmcpClient::connect("/tmp/ohmcpd.sock", "agent-1", Some(b"my-secret")).await?;
let tools = c.list_tools().await?;
let result = c.call_tool("kb.search", serde_json::json!({"query": "鸿蒙", "top_k": 5})).await?;

测试

cargo test --workspace                     # 42 单元 + 17 端到端集成测试，59 项全绿
cargo clippy --workspace --all-targets -- -D warnings   # 零警告（CI 强制）

CI（GitHub Actions）：fmt + clippy(-D warnings) + 全量测试 + 基准烟雾。

文档

• 特性设计文档
• 测试方案与测试报告
• 作品亮点（答辩提纲）
• 答辩幻灯片（Marp）
• 演示视频分镜脚本

许可证

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