Follow up PR #265: refine chapters, diagrams, and add S20 (#283)

* feat: s01-s14 docs quality overhaul — tool pipeline, single-agent, knowledge & resilience

Rewrite code.py and README (zh/en/ja) for s01-s14, each chapter building
incrementally on the previous. Key fixes across chapters:

- s01-s04: agent loop, tool dispatch, permission pipeline, hooks
- s05-s08: todo write, subagent, skill loading, context compact
- s09-s11: memory system, system prompt assembly, error recovery
- s12-s14: task graph, background tasks, cron scheduler

All chapters CC source-verified. Code inherits fixes forward (PROMPT_SECTIONS,
json.dumps cache, real-state context, can_start dep protection, etc.).

* feat: s15-s19 docs quality overhaul — multi-agent platform: teams, protocols, autonomy, worktree, MCP tools

Rewrite code.py and README (zh/en/ja) for s15-s19, the multi-agent platform
chapters. Each chapter inherits all previous fixes and adds one mechanism:

- s15: agent teams (TeamCreate, teammate threads, shared task list)
- s16: team protocols (plan approval, shutdown handshake, consume_inbox)
- s17: autonomous agents (idle polling, auto-claim, consume_lead_inbox)
- s18: worktree isolation (git worktree, bind_task, cwd switching, safety)
- s19: MCP tools (MCPClient, normalize_mcp_name, assemble_tool_pool, no cache)

All appendix source code references verified against CC source. Config priority
corrected: claude.ai < plugin < user < project < local.

* fix: 5 regressions across s05-s19 — glob safety, todo validation, memory extraction, protocol types, dep crash

- s05-s09: glob results now filter with is_relative_to(WORKDIR) (inherited from s02)
- s06-s08: todo_write validates content/status required fields (inherited from s05)
- s09: extract_memories uses pre-compression snapshot instead of compacted messages
- s16: submit_plan docstring clarifies protocol-only (not code-level gate)
- s17-s19: match_response restores type mismatch validation (from s16)
- s17-s19: claim_task deps list handles missing dep files without crashing

* fix: s12 Todo V2 logic reversal, s14/s15 cron range validation, s18/s19 worktree name validation

- s12 README (zh/en/ja): fix Todo V2 direction — interactive defaults to Task,
  non-interactive/SDK defaults to TodoWrite. Fix env var name to
  CLAUDE_CODE_ENABLE_TASKS (not TODO_V2).
- s14/s15: add _validate_cron_field with per-field range checks (minute 0-59,
  hour 0-23, dom 1-31, month 1-12, dow 0-6), step > 0, range lo <= hi.
  Replace old try/except validation that only caught exceptions.
- s18/s19: add validate_worktree_name() to remove_worktree and keep_worktree,
  not just create_worktree.

* fix: align s16-s19 teaching tool consistency

* fix pr265 chapter diagrams

* Add comprehensive s20 harness chapter

* Fix chapter smoke test regressions

* Clarify README tutorial track transition

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Co-authored-by: Haoran <bill-billion@outlook.com>
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2026-05-20 21:45:38 +08:00
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282
s19_mcp_plugin/README.ja.md Normal file
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@@ -0,0 +1,282 @@
# s19: MCP Tools — 外部ツール、標準プロトコル
[中文](README.md) · [English](README.en.md) · [日本語](README.ja.md)
s01 → ... → s17 → s18 → `s19` → [s20](../s20_comprehensive/)
> *"外部ツール、標準プロトコル"* — 発見、組み立て、呼び出し。Agent はツールを誰が書いたか知る必要がない。
>
> **Harness 層**: プラグイン — 外部能力を標準プロトコルで接続。
---
## 課題
s01 から s18 まで、Agent の全ツールは手書き — bash、read、write、task、worktree。入力検証、実行ロジック、エラーハンドリング、全て一行ずつ書いた。
今、統合したい外部サービスが 3 つある:社内の Jira APIissue 検索、ticket 作成、独自のデプロイシステムdeploy トリガー、ログ閲覧)、チームの Notion ナレッジベース(ドキュメント検索、ページ作成)。各サービスのためにツールコードを書き直したくない。
標準プロトコルが必要 — 外部サービスがこのプロトコルを実装していれば、サービスが何の言語で書かれていても、Agent は直接そのツールを呼び出せる。
---
## ソリューション
![MCP Architecture](images/mcp-architecture.ja.svg)
MCPModel Context Protocolは、Agent が外部ツールを発見・呼び出しする方法を定義。核心概念:
| 概念 | 目的 |
|------|------|
| MCPClient | Agent 側のクライアント — server に接続、ツールを発見、ツールを呼び出し |
| MCP Server | 外部サービス側 — `tools/list` + `tools/call` を実装 |
| assemble_tool_pool | 組み込みツールと MCP ツールを一つのツールプールに組み立てる |
| mcp\_\_server\_\_tool 命名 | 異なる server 間のツール名衝突を防止 |
s18 の教学版 worktree 隔離、自動認領、空き時ポーリング、プロトコルシステムを踏襲。本章の追加:`connect_mcp` ツール — 外部サービスに接続、ツールを発見、ツールプールに追加。
教学版は mock handler で外部 server をシミュレート。実際の版はサブプロセスを起動し、stdin/stdout で JSON-RPC リクエストを送信。mock の利点は外部サービスなしで完全なフローを実行できること;代償は実際のネットワーク通信やプロセス管理が見えないこと。
---
## 仕組み
### MCPClient発見 + 呼び出し
```python
class MCPClient:
def __init__(self, name: str):
self.name = name
self.tools: list[dict] = []
self._handlers: dict[str, callable] = {}
def register(self, tool_defs, handlers):
"""Simulates tools/list discovery."""
self.tools = tool_defs
self._handlers = handlers
def call_tool(self, tool_name: str, args: dict) -> str:
"""Simulates tools/call."""
handler = self._handlers.get(tool_name)
if not handler:
return f"MCP error: unknown tool '{tool_name}'"
return handler(**args)
```
教学版は Python 関数で server のツール実装をシミュレート。実際の版は stdio JSON-RPC でサブプロセスと通信。
### connect_mcp接続 + 発見
```python
def connect_mcp(name: str) -> str:
if name in mcp_clients:
return f"MCP server '{name}' already connected"
factory = MOCK_SERVERS.get(name)
if not factory:
return f"Unknown server '{name}'. Available: ..."
mcp_client = factory()
mcp_clients[name] = mcp_client
return f"Connected to '{name}'. Discovered: ..."
```
接続後、server が提供するツールが即座に利用可能。
### normalize_mcp_name名前の正規化
```python
_DISALLOWED_CHARS = re.compile(r'[^a-zA-Z0-9_-]')
def normalize_mcp_name(name: str) -> str:
return _DISALLOWED_CHARS.sub('_', name)
```
`[a-zA-Z0-9_-]` 以外の全文字を `_` に置換。server 名やツール名の特殊文字による名前衝突やインジェクション問題を防止。
### assemble_tool_poolツールプールの組み立て
```python
def assemble_tool_pool() -> tuple[list[dict], dict]:
tools = list(BUILTIN_TOOLS)
handlers = dict(BUILTIN_HANDLERS)
for server_name, mcp_client in mcp_clients.items():
safe_server = normalize_mcp_name(server_name)
for tool_def in mcp_client.tools:
safe_tool = normalize_mcp_name(tool_def["name"])
prefixed = f"mcp__{safe_server}__{safe_tool}"
tools.append(...)
handlers[prefixed] = (
lambda *, c=mcp_client, t=tool_def["name"], **kw:
c.call_tool(t, kw))
return tools, handlers
```
プレフィックス `mcp__{server}__{tool}` で異なる server 間のツール名衝突を防止。名前は `normalize_mcp_name` で正規化。
MCP ツールの description に `(readOnly)` または `(destructive)` アノテーションを付与 — 教学版はテキストアノテーション、実際の CC は tool annotations 構造体で権限システムが判断。
### キャッシュなし:ツールプールが変われば、プロンプトも変わる
s10-s18 の agent_loop は prompt cache で再シリアライズを回避。s19 はキャッシュを削除:
```python
def agent_loop(messages, context):
tools, handlers = assemble_tool_pool() # 毎回再構築
system = assemble_system_prompt(context) # 毎回再生成
...
if any(b.name == "connect_mcp" ...):
tools, handlers = assemble_tool_pool() # 接続後に再構築
system = assemble_system_prompt(context)
```
理由:`connect_mcp` 後にツールプールが変化 — `mcp__docs__search` などの新ツールが追加される。キャッシュ内のツールリストは古く、使い続けるとモデルが新ツールを呼び出せない。教学版はキャッシュを単に削除、代償はシリアライズ時間の若干の増加。
### MCP ツールは Lead のみ利用可能
教学版では、`connect_mcp` は Lead ツール、`assemble_tool_pool` も Lead の agent_loop のみにサービスを提供。チームメイトは引き続き固定の 8 ツールサブセットbash、read_file、write_file、send_message、submit_plan、list_tasks、claim_task、complete_taskを使用。
これは教学簡略化。実際の CC では、MCP ツールはメイン agent とサブ agent の両方で利用可能 — サブ agent は親の MCP 設定を継承。
---
## s18 からの変更
| コンポーネント | 変更前 (s18) | 変更後 (s19) |
|--------------|------------|------------|
| ツールソース | 全て手書き builtin | 手書き + MCP 外部ツール動的発見 |
| ツールプール | 固定 BUILTIN_TOOLS | assemble_tool_pool が動的に mcp\_\_ プレフィックスツールを組み立てる |
| 名前の安全性 | なし | normalize_mcp_name 正規化 |
| 新規タイプ | — | MCPClient クラスtools/list + tools/call をシミュレート) |
| 名前空間 | — | mcp\_\_server\_\_tool 衝突防止 |
| ツール説明 | アノテーションなし | (readOnly)/(destructive) アノテーション |
| プロンプトキャッシュ | ありs10 から) | 削除 — ツールプールが動的、キャッシュが陳腐化 |
| Lead ツール | 17 (s18) | 18 (+connect_mcp) |
| チームメイトツール | 8 (s18) | 8変更なし、MCP ツールは Lead のみ) |
| 拡張方法 | ツール追加のコードを書く | 標準プロトコル、任意言語で server を実装 |
---
## 試してみる
```sh
cd learn-claude-code
python s19_mcp_plugin/code.py
```
以下のプロンプトを試してください:
1. `Connect to the docs MCP server and search for something`
2. `Connect to the deploy server and trigger a deployment`
3. `Connect both servers — what tools are now available?`
観察ポイントMCP server 接続後、ツール名に `mcp__docs__``mcp__deploy__` プレフィックスが付いているか?両方の server のツールが同時に利用可能かMCP ツールの description に (readOnly)/(destructive) アノテーションが付いているか?
---
## 次の章
Agent は標準プロトコルで外部ツールに接続できるようになりました。しかし前 19 章は各章で 1 つの仕組みだけを追加しています。実際の Agent は 19 個の demo に分かれて動くわけではありません。
tools、permissions、hooks、todo、task graph、memory、compact、background work、cron、teams、worktree、MCP は、別々の例ではなく同じ loop に接続されるべきです。
s20 Comprehensive Agent → 前 19 章の仕組みを 1 つの完全な harness に統合。仕組みは多く、loop は 1 つ。
<details>
<summary>CC ソースコード深掘り</summary>
> 以下は CC ソースコード `services/mcp/client.ts`、`auth.ts`、`config.ts`、`channelNotification.ts` の分析に基づく。
### 一、6 種の Transport タイプ
教学版は stdio mock のみ。CC は 6 種のトランスポートをサポート(`types.ts:23-25`
| Transport | 通信方式 |
|-----------|---------|
| `stdio` | サブプロセス stdin/stdoutクロスプラットフォームデフォルト |
| `sse` | HTTP Server-Sent Events |
| `http` | Streamable HTTPPOST/SSE 双方向) |
| `ws` | WebSocket |
| `sse-ide` | IDE 内蔵 SSE トランスポート |
| `sdk` | プロセス内 SDK トランスポート |
接続時、ローカルstdioとリモートhttp/sse/wsサーバーをバッチで並行処理ローカルは 3 つずつ、リモートは 20 つずつ。
### 二、ツールプール組み立てアルゴリズム
`assembleToolPool()``tools.ts:345-364`
```typescript
// 重複排除時に組み込みツールを優先name が同じ場合、組み込みが先)
return uniqBy(
[...builtInTools.sort(byName), ...filteredMcpTools.sort(byName)],
'name',
)
```
組み込みツールと MCP ツールは別々にソート、混ぜてソートしない。理由は CC の `claude_code_system_cache_policy` が最後の組み込みツールの後の特定位置にグローバルキャッシュブレークポイントを置く設計のため — ソートを混ぜるとこの設計が壊れる。
### 三、命名規則:`mcp__server__tool`
`buildMcpToolName()``mcpStringUtils.ts:50-52`
```
mcp__<normalizedServerName>__<normalizedToolName>
```
`[a-zA-Z0-9_-]` 以外の全文字を `_` に置換(`normalization.ts:17-23`)。教学版の `normalize_mcp_name` も同じルールを使用。
### 四、権限チェック
CC は MCP ツールに対して独立した権限システムを持つ。`checkPermissions()` は MCP ツールに対して組み込みツールとは異なるロジックを適用 — MCP ツールは独自の権限要件readOnly、destructive 等を宣言でき、CC は宣言に基づいてユーザー確認が必要かを判断。教学版は description 内のテキストアノテーション `(readOnly)` / `(destructive)` のみで、権限インターセプトは行わない。
### 五、設定ソースと優先度
MCP サーバー設定は複数のソースから。CC の優先度は低い順に:
```
claude.ai コネクタ < プラグイン < ユーザー settings.json < 承認済みプロジェクト .mcp.json < ローカル settings.local.json
```
`claude.ai` コネクタは個別に取得、コンテンツ署名で重複排除し、最低優先度で統合(`config.ts:1267-1289`)。企業 `managed-mcp.json` が存在する場合、他の全設定を完全に除外。
教学版は server 名を直接 `MOCK_SERVERS` 辞書に渡し、設定マージは行わない。
### 六、Channel 通知:サーバーからの逆方向メッセージ
教学版は Agent → MCP Server の一方向呼び出しのみ。CC は逆方向通知もサポート(`channelNotification.ts`
1. Server が `capabilities.experimental['claude/channel']` を宣言
2. Server が MCP 通知 `notifications/claude/channel` で Agent にメッセージを送信
3. メッセージは `<channel source="serverName">...</channel>` XML タグでラップ
4. Agent は SleepTool で起床1 秒以内)
Server は権限リクエストも可能:`notifications/claude/channel/permission_request` → Agent が `notifications/claude/channel/permission` で応答。ユーザーは 5 文字の短い ID で確認/拒否。
### 七、OAuth 認証フロー
CC の MCP 認証(`auth.ts`)は完全な OAuth 2.0 + PKCE フローをサポート:
- 公開クライアント + PKCE で OAuth メタデータを発見RFC 8414 / RFC 9728
- ローカルコールバックサーバーが認可コードを受信
- トークンは `getSecureStorage()` で永続化macOS Keychain / Linux 暗号化ファイル / Windows 資格情報マネージャー)
- 有効期限 5 分前に自動リフレッシュ
- クロスアプリケーションアクセスXAAブラウザが id_token を取得 → RFC 8693 + RFC 7523 交換 → 繰り返しブラウザポップアップ不要
### 八、接続ライフサイクルのエラーハンドリング
CC は MCP 接続にきめ細かいエラー分類とリトライを行う(`client.ts:1266-1402`
- 終局エラーECONNRESET、ETIMEDOUT、EPIPE 等):連続 3 回 → クローズ + 再接続
- ツール呼び出し 401トークン期限切れ → `McpAuthError` スロー → 再認証トリガー
- ツール呼び出しタイムアウト:`Promise.race` タイムアウト(設定可能、デフォルト約 28 時間)
- Stdio 切断SIGINT → SIGTERM → SIGKILL の順でプロセスを kill
### 教学版の簡略化
- 6 種のトランスポート → 1 種mock stdio概念量を管理可能に
- Channel 逆方向通知 → 省略:教学版 Agent は常にイニシエータ
- OAuth フロー → 省略:教学版は server が認証不要と仮定
- 多層設定優先度 → 省略:教学版は直接 server 名を渡す
- 複雑なエラー分類 → 省略:教学版は try/except でフォールバック
- MCP ツールは Lead のみ → サブ agent 継承を省略:コード構造を簡略化
</details>
<!-- translation-sync: zh@v2, en@v2, ja@v2 -->