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1. 为什么需要将 Javaluator 集成到 Spring AI？
在 AI 驱动的应用中，大语言模型（LLM）经常需要处理数学计算、公式评估等精确数值任务。然而，LLM 本身在数学计算方面存在局限性------它们擅长理解和生成文本，但在精确计算方面可能出错。Javaluator 作为强大的 Java 表达式计算器，正好可以弥补这一短板。
通过将 Javaluator 集成到 Spring AI 的工具体系中，我们可以构建一个"数学专家"工具，让 AI 模型在需要精确计算时自动调用这个工具，从而大幅提升应用的准确性和可靠性。
2. Spring AI 工具集成架构解析
Spring AI 支持两种主要的工具集成模式：
2.1 传统 @Tool 注解模式
Spring AI 支持使用方法作为工具，通过 @Tool 注解实现。这种方式简单直接，适合单体应用。
2.2 Model Context Protocol (MCP) 模式
MCP 是一个标准化协议，用于 AI 模型安全地访问外部工具和数据源。它提供了客户端-服务器架构，支持动态工具注册和更新。
3. Javaluator 作为 Spring AI 传统 Tool 的多种实现
3.1 基础计算工具
import com.fathzer.soft.javaluator.DoubleEvaluator;
import com.fathzer.soft.javaluator.AbstractEvaluator;
import org.springframework.ai.tool.Tool;
import org.springframework.ai.tool.ToolParam;
@Tool(description = "计算数学表达式，支持三角函数、对数、幂运算等复杂计算")
public class ExpressionCalculatorTool {
private final DoubleEvaluator evaluator;
public ExpressionCalculatorTool() {
// 配置安全设置
AbstractEvaluator.Settings settings = new AbstractEvaluator.Settings();
settings.setMaxEvaluationTime(1000); // 1秒超时
settings.setMaxFunctionNestingLevel(5);
this.evaluator = new DoubleEvaluator(settings);
}
@Tool(description = "计算给定的数学表达式")
public String calculate(
@ToolParam(description = "要计算的数学表达式") String expression,
@ToolParam(description = "变量映射，key为变量名，value为数值", required = false) Map<String, Double> variables) {
try {
// 设置变量
if (variables != null && !variables.isEmpty()) {
for (Map.Entry<String, Double> entry : variables.entrySet()) {
evaluator.setVariable(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}
// 执行计算
double result = evaluator.evaluate(expression);
// 格式化结果，避免过多小数位
return String.format("%.6f", result).replaceAll("0*$", "").replaceAll("\\.$", "");
} catch (Exception e) {
return "计算错误: " + e.getMessage();
}
}
}3.2 财务计算专用工具
@Tool(description = "财务计算工具，用于贷款、投资、折现等财务计算")
public class FinancialCalculatorTool {
private final ExpressionCalculatorTool expressionTool;
@Autowired
public FinancialCalculatorTool(ExpressionCalculatorTool expressionTool) {
this.expressionTool = expressionTool;
}
@Tool(description = "计算等额本息贷款月供")
public String calculateMortgagePayment(
@ToolParam(description = "贷款本金（元）") double principal,
@ToolParam(description = "年利率（小数形式，如0.05表示5%）") double annualRate,
@ToolParam(description = "贷款期限（月）") int months) {
// 月利率 = 年利率 / 12
double monthlyRate = annualRate / 12;
// 等额本息公式：M = P * r * (1+r)^n / ((1+r)^n - 1)
String formula = "principal * monthlyRate * (1 + monthlyRate)^months / ((1 + monthlyRate)^months - 1)";
Map<String, Double> variables = Map.of(
"principal", principal,
"monthlyRate", monthlyRate,
"months", (double) months
);
String result = expressionTool.calculate(formula, variables);
return "贷款月供: " + result + " 元";
}
@Tool(description = "计算复利投资终值")
public String calculateCompoundInterest(
@ToolParam(description = "初始投资金额（元）") double principal,
@ToolParam(description = "年化收益率（小数形式）") double annualRate,
@ToolParam(description = "投资年限") int years) {
// 复利公式：FV = P * (1 + r)^n
String formula = "principal * (1 + annualRate)^years";
Map<String, Double> variables = Map.of(
"principal", principal,
"annualRate", annualRate,
"years", (double) years
);
String result = expressionTool.calculate(formula, variables);
return "投资终值: " + result + " 元";
}
}3.3 科学计算工具
@Tool(description = "科学计算工具，支持物理、化学、工程等领域的计算")
public class ScientificCalculatorTool {
private final ExpressionCalculatorTool expressionTool;
@Autowired
public ScientificCalculatorTool(ExpressionCalculatorTool expressionTool) {
this.expressionTool = expressionTool;
}
@Tool(description = "计算物体动能")
public String calculateKineticEnergy(
@ToolParam(description = "物体质量（kg）") double mass,
@ToolParam(description = "物体速度（m/s）") double velocity) {
// 动能公式：KE = 0.5 * m * v^2
String formula = "0.5 * mass * velocity^2";
Map<String, Double> variables = Map.of(
"mass", mass,
"velocity", velocity
);
String result = expressionTool.calculate(formula, variables);
return "动能: " + result + " 焦耳 (J)";
}
@Tool(description = "计算欧姆定律（电压 = 电流 × 电阻）")
public String calculateOhmsLaw(
@ToolParam(description = "电流（安培）", required = false) Double current,
@ToolParam(description = "电阻（欧姆）", required = false) Double resistance,
@ToolParam(description = "电压（伏特）", required = false) Double voltage) {
if (current != null && resistance != null) {
// 计算电压
String formula = "current * resistance";
Map<String, Double> variables = Map.of("current", current, "resistance", resistance);
String result = expressionTool.calculate(formula, variables);
return "电压: " + result + " 伏特 (V)";
} else if (voltage != null && resistance != null) {
// 计算电流
String formula = "voltage / resistance";
Map<String, Double> variables = Map.of("voltage", voltage, "resistance", resistance);
String result = expressionTool.calculate(formula, variables);
return "电流: " + result + " 安培 (A)";
} else if (voltage != null && current != null) {
// 计算电阻
String formula = "voltage / current";
Map<String, Double> variables = Map.of("voltage", voltage, "current", current);
String result = expressionTool.calculate(formula, variables);
return "电阻: " + result + " 欧姆 (Ω)";
} else {
return "请提供至少两个参数来计算第三个参数";
}
}
}3.4 单位转换工具
@Tool(description = "单位转换工具，支持长度、重量、温度等多种单位转换")
public class UnitConverterTool {
private final ExpressionCalculatorTool expressionTool;
@Autowired
public UnitConverterTool(ExpressionCalculatorTool expressionTool) {
this.expressionTool = expressionTool;
}
@Tool(description = "温度单位转换（摄氏度、华氏度、开尔文）")
public String convertTemperature(
@ToolParam(description = "原始温度值") double value,
@ToolParam(description = "原始单位（celsius, fahrenheit, kelvin）") String fromUnit,
@ToolParam(description = "目标单位（celsius, fahrenheit, kelvin）") String toUnit) {
fromUnit = fromUnit.toLowerCase();
toUnit = toUnit.toLowerCase();
if (fromUnit.equals(toUnit)) {
return value + " " + getUnitSymbol(toUnit);
}
// 统一转换到开尔文，然后转换到目标单位
double kelvin;
switch (fromUnit) {
case "celsius":
kelvin = value + 273.15;
break;
case "fahrenheit":
kelvin = (value - 32) * 5/9 + 273.15;
break;
case "kelvin":
kelvin = value;
break;
default:
return "不支持的原始单位: " + fromUnit;
}
double result;
switch (toUnit) {
case "celsius":
result = kelvin - 273.15;
break;
case "fahrenheit":
result = (kelvin - 273.15) * 9/5 + 32;
break;
case "kelvin":
result = kelvin;
break;
default:
return "不支持的目标单位: " + toUnit;
}
// 使用表达式计算器进行精确计算
String formula = "result";
Map<String, Double> variables = Map.of("result", result);
String formattedResult = expressionTool.calculate(formula, variables);
return value + " " + getUnitSymbol(fromUnit) + " = " + formattedResult + " " + getUnitSymbol(toUnit);
}
private String getUnitSymbol(String unit) {
return switch (unit) {
case "celsius" -> "°C";
case "fahrenheit" -> "°F";
case "kelvin" -> "K";
default -> unit;
};
}
}4. Javaluator 作为 MCP 服务的多种实现方案
4.1 基础 MCP 服务实现
import com.fathzer.soft.javaluator.DoubleEvaluator;
import com.fathzer.soft.javaluator.AbstractEvaluator;
import org.springframework.ai.mcp.McpServer;
import org.springframework.ai.mcp.tool.McpTool;
import org.springframework.ai.mcp.tool.ToolDefinition;
import org.springframework.ai.mcp.tool.annotation.McpToolMethod;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import java.util.Map;
@SpringBootApplication
public class ExpressionMcpServerApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ExpressionMcpServerApplication.class, args);
}
@Bean
public McpServer mcpServer(ExpressionCalculatorMcpTool tool) {
return McpServer.builder()
.port(8082)
.withTools(tool)
.build();
}
}
@McpTool(name = "expression_calculator", description = "高级数学表达式计算器")
class ExpressionCalculatorMcpTool {
private final DoubleEvaluator evaluator;
public ExpressionCalculatorMcpTool() {
AbstractEvaluator.Settings settings = new AbstractEvaluator.Settings();
settings.setMaxEvaluationTime(1000);
settings.setMaxFunctionNestingLevel(5);
this.evaluator = new DoubleEvaluator(settings);
}
@McpToolMethod(description = "计算数学表达式")
public ToolDefinition calculate() {
return ToolDefinition.builder()
.name("calculate")
.description("计算给定的数学表达式")
.parameter("expression", "string", "要计算的数学表达式", true)
.parameter("variables", "object", "变量映射，格式为JSON对象", false)
.build();
}
@McpToolMethod(description = "获取支持的函数列表")
public ToolDefinition getSupportedOperations() {
return ToolDefinition.builder()
.name("getSupportedOperations")
.description("获取支持的数学函数和运算符列表")
.build();
}
// 实际处理方法
public String handleCalculate(Map<String, Object> arguments) {
String expression = (String) arguments.get("expression");
Map<String, Double> variables = (Map<String, Double>) arguments.get("variables");
try {
if (variables != null) {
for (Map.Entry<String, Double> entry : variables.entrySet()) {
evaluator.setVariable(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}
double result = evaluator.evaluate(expression);
return String.format("%.6f", result).replaceAll("0*$", "").replaceAll("\\.$", "");
} catch (Exception e) {
return "计算错误: " + e.getMessage();
}
}
public String handleGetSupportedOperations() {
return "支持的运算符: +, -, *, /, ^\n" +
"支持的函数: sin(), cos(), tan(), log(), ln(), sqrt(), abs()\n" +
"常量: pi, e";
}
}4.2 财务计算 MCP 服务
@McpTool(name = "financial_calculator", description = "专业财务计算服务")
class FinancialCalculatorMcpTool {
private final ExpressionCalculatorMcpTool expressionTool;
public FinancialCalculatorMcpTool(ExpressionCalculatorMcpTool expressionTool) {
this.expressionTool = expressionTool;
}
@McpToolMethod(description = "计算贷款月供")
public ToolDefinition calculateMortgage() {
return ToolDefinition.builder()
.name("calculateMortgage")
.description("计算等额本息贷款月供")
.parameter("principal", "number", "贷款本金（元）", true)
.parameter("annualRate", "number", "年利率（小数形式，如0.05表示5%）", true)
.parameter("months", "integer", "贷款期限（月）", true)
.build();
}
@McpToolMethod(description = "计算投资回报率")
public ToolDefinition calculateROI() {
return ToolDefinition.builder()
.name("calculateROI")
.description("计算投资回报率（ROI）")
.parameter("initialInvestment", "number", "初始投资额（元）", true)
.parameter("finalValue", "number", "最终价值（元）", true)
.parameter("years", "number", "投资年限", true)
.build();
}
public String handleCalculateMortgage(Map<String, Object> arguments) {
double principal = ((Number) arguments.get("principal")).doubleValue();
double annualRate = ((Number) arguments.get("annualRate")).doubleValue();
int months = ((Number) arguments.get("months")).intValue();
double monthlyRate = annualRate / 12;
Map<String, Double> variables = Map.of(
"principal", principal,
"monthlyRate", monthlyRate,
"months", (double) months
);
String formula = "principal * monthlyRate * (1 + monthlyRate)^months / ((1 + monthlyRate)^months - 1)";
return "月供金额: " + expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", formula, "variables", variables)) + " 元";
}
public String handleCalculateROI(Map<String, Object> arguments) {
double initialInvestment = ((Number) arguments.get("initialInvestment")).doubleValue();
double finalValue = ((Number) arguments.get("finalValue")).doubleValue();
double years = ((Number) arguments.get("years")).doubleValue();
Map<String, Double> variables = Map.of(
"initialInvestment", initialInvestment,
"finalValue", finalValue,
"years", years
);
// ROI = (终值 - 初始值) / 初始值 × 100%
String roiFormula = "(finalValue - initialInvestment) / initialInvestment * 100";
String annualizedFormula = "(finalValue / initialInvestment)^(1/years) - 1";
String roiResult = expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", roiFormula, "variables", variables));
String annualizedResult = expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", annualizedFormula, "variables", variables));
return String.format("总回报率: %s%%\n年化回报率: %s%%", roiResult, annualizedResult);
}
}4.3 科学计算 MCP 服务
@McpTool(name = "scientific_calculator", description = "科学计算服务，支持物理、化学、工程计算")
class ScientificCalculatorMcpTool {
private final ExpressionCalculatorMcpTool expressionTool;
public ScientificCalculatorMcpTool(ExpressionCalculatorMcpTool expressionTool) {
this.expressionTool = expressionTool;
}
@McpToolMethod(description = "计算物理公式")
public ToolDefinition calculatePhysicsFormula() {
return ToolDefinition.builder()
.name("calculatePhysicsFormula")
.description("计算常用物理公式")
.parameter("formulaType", "string", "公式类型（kinetic_energy, gravitational_force, ohms_law, density）", true)
.parameter("parameters", "object", "公式参数，根据公式类型提供", true)
.build();
}
@McpToolMethod(description = "计算化学浓度")
public ToolDefinition calculateChemicalConcentration() {
return ToolDefinition.builder()
.name("calculateChemicalConcentration")
.description("计算化学溶液浓度")
.parameter("mass", "number", "溶质质量（克）", true)
.parameter("volume", "number", "溶液体积（升）", true)
.parameter("molarMass", "number", "摩尔质量（g/mol）", true)
.build();
}
public String handleCalculatePhysicsFormula(Map<String, Object> arguments) {
String formulaType = (String) arguments.get("formulaType");
Map<String, Object> params = (Map<String, Object>) arguments.get("parameters");
return switch (formulaType.toLowerCase()) {
case "kinetic_energy" -> calculateKineticEnergy(params);
case "gravitational_force" -> calculateGravitationalForce(params);
case "ohms_law" -> calculateOhmsLaw(params);
case "density" -> calculateDensity(params);
default -> "不支持的公式类型: " + formulaType;
};
}
private String calculateKineticEnergy(Map<String, Object> params) {
double mass = ((Number) params.get("mass")).doubleValue();
double velocity = ((Number) params.get("velocity")).doubleValue();
Map<String, Double> variables = Map.of(
"mass", mass,
"velocity", velocity
);
String formula = "0.5 * mass * velocity^2";
String result = expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", formula, "variables", variables));
return "动能: " + result + " 焦耳 (J)";
}
private String calculateGravitationalForce(Map<String, Object> params) {
double m1 = ((Number) params.get("m1")).doubleValue();
double m2 = ((Number) params.get("m2")).doubleValue();
double distance = ((Number) params.get("distance")).doubleValue();
double G = 6.67430e-11; // 万有引力常数
Map<String, Double> variables = Map.of(
"m1", m1,
"m2", m2,
"distance", distance,
"G", G
);
String formula = "G * m1 * m2 / distance^2";
String result = expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", formula, "variables", variables));
return "万有引力: " + result + " 牛顿 (N)";
}
public String handleCalculateChemicalConcentration(Map<String, Object> arguments) {
double mass = ((Number) arguments.get("mass")).doubleValue();
double volume = ((Number) arguments.get("volume")).doubleValue();
double molarMass = ((Number) arguments.get("molarMass")).doubleValue();
// 摩尔数 = 质量 / 摩尔质量
// 摩尔浓度 = 摩尔数 / 体积
Map<String, Double> variables = Map.of(
"mass", mass,
"molarMass", molarMass,
"volume", volume
);
String molesFormula = "mass / molarMass";
String concentrationFormula = "moles / volume";
String molesResult = expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", molesFormula, "variables", variables));
variables.put("moles", Double.parseDouble(molesResult));
String concentrationResult = expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", concentrationFormula, "variables", variables));
return String.format("摩尔数: %s mol\n摩尔浓度: %s mol/L", molesResult, concentrationResult);
}
}5. MCP 客户端集成与配置
5.1 Spring Boot 客户端配置
@Configuration
public class McpClientConfig {
@Bean
public McpClient mcpClient() {
return McpClient.builder()
.baseUrl("http://localhost:8082")
.authentication("Bearer", "your-secret-token") // 如果启用了认证
.connectTimeout(5000)
.readTimeout(10000)
.build();
}
@Bean
public ChatClient chatClient(ChatClient.Builder builder, McpClient mcpClient) {
// 获取所有 MCP 工具
List<McpTool> mcpTools = mcpClient.listTools();
// 将 MCP 工具转换为 Spring AI Tool
List<Tool> aiTools = mcpTools.stream()
.map(mcpTool -> (Tool) (input) -> {
try {
// 将输入解析为工具调用
Map<String, Object> arguments = parseToolInput(input, mcpTool);
return mcpTool.execute(arguments);
} catch (Exception e) {
return "工具执行错误: " + e.getMessage();
}
})
.collect(Collectors.toList());
return builder
.tools(aiTools)
.build();
}
private Map<String, Object> parseToolInput(String input, McpTool toolDefinition) {
// 实际项目中需要实现具体的解析逻辑
// 这里简化处理，假设输入是JSON格式
try {
return new ObjectMapper().readValue(input, new TypeReference<Map<String, Object>>() {});
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("解析工具输入失败: " + e.getMessage());
}
}
}5.2 动态工具注册与更新
@Service
public class DynamicMcpToolRegistry {
private final McpServer mcpServer;
private final ExpressionCalculatorMcpTool expressionTool;
private final FinancialCalculatorMcpTool financialTool;
private final ScientificCalculatorMcpTool scientificTool;
private Map<String, McpTool> registeredTools = new ConcurrentHashMap<>();
@Autowired
public DynamicMcpToolRegistry(McpServer mcpServer,
ExpressionCalculatorMcpTool expressionTool,
FinancialCalculatorMcpTool financialTool,
ScientificCalculatorMcpTool scientificTool) {
this.mcpServer = mcpServer;
this.expressionTool = expressionTool;
this.financialTool = financialTool;
this.scientificTool = scientificTool;
// 初始化注册工具
registerDefaultTools();
}
private void registerDefaultTools() {
registerTool("expression", expressionTool);
registerTool("financial", financialTool);
registerTool("scientific", scientificTool);
}
public void registerTool(String key, McpTool tool) {
registeredTools.put(key, tool);
updateMcpServerTools();
}
public void unregisterTool(String key) {
registeredTools.remove(key);
updateMcpServerTools();
}
public void registerCustomTool(String key, String name, String description,
Function<Map<String, Object>, String> handler) {
McpTool customTool = new McpTool() {
@Override
public String name() {
return name;
}
@Override
public String description() {
return description;
}
@Override
public ToolDefinition getToolDefinition(String methodName) {
// 简化实现，实际需要根据方法名返回对应的工具定义
return ToolDefinition.builder()
.name(methodName)
.description(description)
.parameter("expression", "string", "数学表达式", true)
.build();
}
public String execute(Map<String, Object> arguments) {
return handler.apply(arguments);
}
};
registerTool(key, customTool);
}
private void updateMcpServerTools() {
mcpServer.updateTools(new ArrayList<>(registeredTools.values()));
}
// 运行时动态注册新工具
@Scheduled(fixedRate = 300000) // 每5分钟检查一次
public void checkForNewTools() {
// 从数据库或配置中心获取新工具定义
List<CustomToolDefinition> newTools = fetchNewToolDefinitions();
for (CustomToolDefinition toolDef : newTools) {
if (!registeredTools.containsKey(toolDef.getKey())) {
registerCustomTool(
toolDef.getKey(),
toolDef.getName(),
toolDef.getDescription(),
(args) -> evaluateCustomExpression(toolDef.getFormula(), args)
);
}
}
}
private String evaluateCustomExpression(String formulaTemplate, Map<String, Object> arguments) {
try {
// 替换模板中的变量
String finalFormula = formulaTemplate;
for (Map.Entry<String, Object> entry : arguments.entrySet()) {
String placeholder = "${" + entry.getKey() + "}";
String value = entry.getValue().toString();
finalFormula = finalFormula.replace(placeholder, value);
}
return expressionTool.handleCalculate(Map.of("expression", finalFormula));
} catch (Exception e) {
return "表达式计算错误: " + e.getMessage();
}
}
}5.3 多 MCP 服务集成
@Configuration
public class MultiMcpClientConfig {
@Bean
public McpClient expressionMcpClient() {
return McpClient.builder()
.baseUrl("http://localhost:8082/expression")
.build();
}
@Bean
public McpClient financialMcpClient() {
return McpClient.builder()
.baseUrl("http://localhost:8083/financial")
.build();
}
@Bean
public McpClient scientificMcpClient() {
return McpClient.builder()
.baseUrl("http://localhost:8084/scientific")
.build();
}
@Bean
public ChatClient chatClient(ChatClient.Builder builder,
McpClient expressionMcpClient,
McpClient financialMcpClient,
McpClient scientificMcpClient) {
// 获取所有 MCP 服务的工具
List<McpTool> expressionTools = expressionMcpClient.listTools();
List<McpTool> financialTools = financialMcpClient.listTools();
List<McpTool> scientificTools = scientificMcpClient.listTools();
// 合并所有工具
List<Tool> allTools = Stream.of(expressionTools, financialTools, scientificTools)
.flatMap(List::stream)
.map(mcpTool -> (Tool) (input) -> {
try {
Map<String, Object> arguments = parseToolInput(input, mcpTool);
// 根据工具名称确定调用哪个 MCP 客户端
return callAppropriateMcpClient(mcpTool.name(), arguments,
expressionMcpClient, financialMcpClient, scientificMcpClient);
} catch (Exception e) {
return "工具执行错误: " + e.getMessage();
}
})
.collect(Collectors.toList());
return builder
.tools(allTools)
.build();
}
private String callAppropriateMcpClient(String toolName, Map<String, Object> arguments,
McpClient expressionClient,
McpClient financialClient,
McpClient scientificClient) {
if (toolName.startsWith("expression_")) {
return expressionClient.callTool(toolName, arguments);
} else if (toolName.startsWith("financial_")) {
return financialClient.callTool(toolName, arguments);
} else if (toolName.startsWith("scientific_")) {
return scientificClient.callTool(toolName, arguments);
} else {
return "未知的工具: " + toolName;
}
}
}6. 两种集成方案的深度对比
|-----------|-------------|---------------|
| 特性 | 传统 @Tool 模式 | MCP 模式 |
| 架构 | 单体应用内集成 | 客户端-服务器分离 |
| 部署 | 简单，无需额外服务 | 需要独立部署 MCP 服务 |
| 扩展性 | 有限，工具与应用耦合 | 高，支持动态工具注册 |
| 安全性 | 依赖应用安全机制 | 内置认证和授权机制 |
| 性能 | 低延迟，无网络开销 | 有网络开销，但可水平扩展 |
| 适用场景 | 简单应用，快速原型 | 企业级应用，微服务架构 |
| 维护成本 | 低，代码集中管理 | 中等，需要管理多个服务 |
| 版本控制 | 与应用版本一致 | 可独立版本控制 |
| 跨语言支持 | 仅Java | 支持任何语言的MCP客户端 |
7. 实际部署配置示例
7.1 application.properties (MCP 服务端)
# 基础配置
server.port=8082
spring.application.name=expression-mcp-service
# MCP 服务器配置
spring.ai.mcp.server.enabled=true
spring.ai.mcp.server.port=8082
spring.ai.mcp.server.host=0.0.0.0
# 安全配置
spring.ai.mcp.server.auth.enabled=true
spring.ai.mcp.server.auth.token=secret-token-for-mcp
spring.ai.mcp.server.auth.header-name=Authorization
# 超时配置
spring.ai.mcp.server.timeout.connection=5000
spring.ai.mcp.server.timeout.read=10000
spring.ai.mcp.server.timeout.write=10000
# Javaluator 配置
javaluator.max-evaluation-time=1000
javaluator.max-function-nesting-level=5
javaluator.max-expression-length=1000
# 监控配置
management.endpoints.web.exposure.include=health,info,metrics
management.metrics.export.prometheus.enabled=true7.2 Dockerfile (MCP 服务)
FROM openjdk:17-alpine
# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 复制jar文件
COPY target/expression-mcp-service.jar app.jar
# 暴露端口
EXPOSE 8082
# 设置环境变量
ENV SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod
ENV JAVA_OPTS="-Xmx256m -XX:+UseContainerSupport"
# 启动命令
ENTRYPOINT ["sh", "-c", "java $JAVA_OPTS -jar app.jar"]7.3 Kubernetes 部署配置
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: expression-mcp-service
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: expression-mcp-service
template:
metadata:
labels:
app: expression-mcp-service
spec:
containers:
- name: expression-mcp-service
image: your-registry/expression-mcp-service:1.0.0
ports:
- containerPort: 8082
env:
- name: SPRING_PROFILES_ACTIVE
value: prod
- name: JAVA_OPTS
value: "-Xmx256m -XX:+UseContainerSupport"
resources:
requests:
memory: "128Mi"
cpu: "100m"
limits:
memory: "256Mi"
cpu: "500m"
livenessProbe:
httpGet:
path: /health
port: 8082
initialDelaySeconds: 30
periodSeconds: 10
readinessProbe:
httpGet:
path: /health
port: 8082
initialDelaySeconds: 10
periodSeconds: 5
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: expression-mcp-service
spec:
selector:
app: expression-mcp-service
ports:
- port: 80
targetPort: 8082
type: ClusterIP
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: expression-mcp-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
rules:
- http:
paths:
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number: 80通过这些具体的实现方案和配置示例，我们可以看到 Javaluator 在 Spring AI 工具体系中的强大集成能力。无论是作为传统的 Spring AI Tool 还是现代化的 MCP 服务，Javaluator 都能为 AI 应用提供精确、安全、高效的数学计算能力，成为连接 AI 模型与精确计算世界的桥梁。
8.技术实践
Javaluator作为一个轻量级但功能强大的Java表达式计算库，与Spring AI的深度结合为AI应用带来了精确计算能力的关键补充。通过两种集成模式------传统@Tool注解和现代化MCP服务架构，开发者可以根据项目需求灵活选择实施方案。
8.1 技术选型
- 单体应用优先选择@Tool注解模式：当应用架构简单、计算需求明确且对延迟敏感时，直接集成的@Tool方式提供了最低的复杂度和最高的性能。基础表达式计算器、财务函数和科学计算工具都可以通过这种方式快速实现，无需额外的网络开销和服务维护成本。
- 微服务架构首选MCP服务模式：当需要跨服务共享计算能力、动态更新工具或有严格的安全隔离要求时，MCP架构的解耦特性展现出显著优势。财务计算MCP服务、科学计算MCP服务等专业化工具可以独立部署、扩展和版本控制，为复杂的AI应用提供企业级的计算支持。
8.2 关键实施建议
- 安全优先：无论采用哪种集成模式，必须配置表达式评估的超时限制、函数白名单和输入验证。在MCP服务中，应启用令牌认证和请求限流，防止恶意表达式导致的拒绝服务攻击。
- 性能优化：对高频使用的表达式实施缓存策略，在MCP服务端配置合理的线程池和连接超时。对于复杂计算，考虑异步处理模式，避免阻塞AI模型的推理流程。
- 工具设计原则：将Javaluator封装为领域特定的工具（如财务计算器、科学计算工具），而非暴露原始表达式评估能力。这种抽象层不仅提升了安全性，还使AI模型更容易理解和调用工具。
- 监控与可观测性：记录所有工具调用的性能指标、成功率和错误类型。在MCP架构中，为每个工具服务配置独立的监控指标，便于快速定位性能瓶颈和异常行为。
9. 总结
Javaluator与Spring AI的集成不是简单的功能叠加，而是创造了一种新的AI应用范式：当大语言模型遇到精确计算需求时，能够智能地调用专业计算工具，将自身的语言理解能力与Javaluator的数学计算能力有机结合。这种"AI+专业工具"的架构模式，将显著提升AI应用在金融、科学、工程等需要精确计算领域的实用价值和可靠性。
在实际实施中，建议从简单的@Tool注解模式开始，验证业务场景和性能需求，再逐步迁移到MCP架构。这种渐进式演进既能快速交付价值，又能为未来的扩展需求预留空间。无论选择哪种路径，Javaluator都将成为连接AI模型与精确计算世界的可靠桥梁。
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