feat: LehrerApp.McpBridge zu resilientem MCP-Proxy umgebaut

Claude Desktop deaktivierte den ganzen MCP-Server, sobald der Initialize-Handshake beim
Bridge-Start fehlschlug - der Regelfall, wenn LehrerApp.Desktop (z.B. nach Windows-Autostart
von Claude Desktop) noch nicht läuft. Die Bridge ist jetzt selbst ein MCP-Server gegenüber
Claude Desktop und gleichzeitig ein MCP-Client gegenüber dem echten Server in LehrerApp.Desktop:
der Handshake gelingt dadurch immer.

Verbunden spiegelt sie die echte Werkzeugliste 1:1; ohne Verbindung bietet sie nur ein
lehrerapp_status-Werkzeug an, das den Grund erklärt und erneut verbindet. Ein Hintergrund-Loop
versucht unabhängig davon alle 5s zu reconnecten und schaltet per notifications/tools/list_changed
automatisch auf die echten Werkzeuge um, sobald LehrerApp erreichbar ist. Bricht die Verbindung
während eines laufenden Aufrufs ab, kommt ein normales Tool-Fehlerergebnis statt eines
Prozessabsturzes zurück.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
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2026-09-12 21:45:03 +02:00
co-authored by Claude Sonnet 5
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using System.IO.Pipes;
using LehrerApp.Core.Mcp;
using ModelContextProtocol.Client;
using ModelContextProtocol.Protocol;
using ModelContextProtocol.Server;
namespace LehrerApp.McpBridge;
/// <summary>
/// Hält die eigentliche Verbindung zu LehrerApp.Desktop als echter MCP-Client über die Named Pipe
/// (dasselbe ModelContextProtocol-SDK, das der Server in LehrerApp.Desktop nutzt, siehe
/// McpServerHostedService) und spiegelt dessen aktuelle Werkzeugliste 1:1 in <see cref="Tools"/> -
/// der Werkzeugsammlung, die der Bridge-eigene MCP-Server gegenüber Claude Desktop anbietet.
///
/// Kernidee (Nutzer-Feedback): ein MCP-Client wie Claude Desktop führt den Initialize-Handshake nur
/// einmal beim Start des Bridge-Prozesses durch und markiert den ganzen Server als fehlgeschlagen
/// (und deaktiviert ihn für die Sitzung), wenn dieser Handshake nicht klappt - typischerweise, weil
/// LehrerApp.Desktop beim Windows-Systemstart noch nicht läuft (Claude Desktop startet oft per
/// Autostart, LehrerApp nicht). Diese Klasse sorgt dafür, dass der Handshake IMMER klappt: ist
/// LehrerApp nicht erreichbar, bietet die Bridge statt der echten Werkzeuge nur ein einzelnes
/// Status-Werkzeug (<see cref="StatusMcpServerTool"/>) an, das auf Wunsch erneut verbindet und den
/// aktuellen Stand erklärt - der Assistent kann dem Nutzer dadurch mitteilen, dass LehrerApp
/// gestartet werden muss, statt dass der ganze MCP-Server kommentarlos verschwindet. Ein
/// Hintergrund-Loop (<see cref="RunBackgroundReconnectLoopAsync"/>) versucht unabhängig davon
/// regelmäßig, die echte Verbindung wiederherzustellen - sobald das klappt, ersetzt <see cref="Tools"/>
/// das Status-Werkzeug durch die echte, tagesaktuelle Werkzeugliste, und das SDK benachrichtigt
/// Claude Desktop automatisch per "notifications/tools/list_changed"
/// (<see cref="McpServerPrimitiveCollection{T}.DeferChangedEvents"/>).
/// </summary>
internal sealed class RealServerBridge : IAsyncDisposable
{
private const int ConnectTimeoutMs = 3000;
public McpServerPrimitiveCollection<McpServerTool> Tools { get; } = new();
private readonly SemaphoreSlim _gate = new(1, 1);
private McpClient? _client;
private NamedPipeClientStream? _pipe;
/// <summary>Reicht einen Tool-Aufruf an die echte Verbindung weiter (aufgerufen aus
/// <see cref="ProxyMcpServerTool"/>). Bricht die Verbindung erst hier ab, statt sie proaktiv vor
/// jedem Aufruf zu prüfen - ein <see cref="ProxyMcpServerTool"/> existiert per Konstruktion nur,
/// solange <see cref="_client"/> zuletzt verbunden war, ein zusätzlicher Verbindungsversuch davor
/// wäre unnötige Latenz im Erfolgsfall (dem weit überwiegenden Normalfall).</summary>
public async Task<CallToolResult> CallRealToolAsync(CallToolRequestParams requestParams, CancellationToken ct)
{
var client = _client;
if (client is null)
{
EnsureFallbackTool();
return ErrorResult("LehrerApp läuft nicht oder der MCP-Server ist in den Einstellungen nicht aktiviert.");
}
try
{
return await client.CallToolAsync(requestParams, ct);
}
catch (Exception ex) when (ex is not OperationCanceledException)
{
var (_, message, stderrLine) = ConnectionDiagnostics.Describe(ex);
await Console.Error.WriteLineAsync(stderrLine);
await DisconnectAsync();
return ErrorResult("Verbindung zu LehrerApp während des Aufrufs verloren. " + message);
}
}
/// <summary>Versucht, sofern noch nicht verbunden, jetzt sofort eine Verbindung aufzubauen -
/// aufgerufen sowohl beim Start der Bridge als auch aus <see cref="StatusMcpServerTool"/>
/// (expliziter Nutzer-/Assistenten-Wunsch, jetzt nachzusehen) und aus dem Hintergrund-Loop.</summary>
public async Task<bool> TryReconnectAsync(CancellationToken ct)
{
if (_client is not null) return true;
await _gate.WaitAsync(ct);
try
{
if (_client is not null) return true; // ein anderer Aufrufer war währenddessen schneller
return await ConnectCoreAsync(ct);
}
finally { _gate.Release(); }
}
private async Task<bool> ConnectCoreAsync(CancellationToken ct)
{
var pipe = new NamedPipeClientStream(
".", McpPipeConstants.PipeName, PipeDirection.InOut, PipeOptions.Asynchronous);
try
{
await pipe.ConnectAsync(ConnectTimeoutMs, ct);
var transport = new StreamClientTransport(pipe, pipe, loggerFactory: null);
var client = await McpClient.CreateAsync(
transport,
new McpClientOptions { ClientInfo = new Implementation { Name = "LehrerApp.McpBridge", Version = "1.0.0" } },
loggerFactory: null, ct);
var tools = await client.ListToolsAsync(cancellationToken: ct);
using (Tools.DeferChangedEvents())
{
Tools.Clear();
foreach (var tool in tools)
Tools.Add(new ProxyMcpServerTool(tool.ProtocolTool, this));
}
_client = client;
_pipe = pipe;
await Console.Error.WriteLineAsync(
$"LehrerApp.McpBridge: mit LehrerApp verbunden, {tools.Count} Werkzeug(e) übernommen.");
return true;
}
catch (Exception ex) when (ex is not OperationCanceledException)
{
await pipe.DisposeAsync();
var (_, _, stderrLine) = ConnectionDiagnostics.Describe(ex);
await Console.Error.WriteLineAsync(stderrLine);
EnsureFallbackTool();
return false;
}
}
/// <summary>Stellt sicher, dass mindestens das Status-Werkzeug angeboten wird - ohne
/// <see cref="Tools"/> anzufassen, wenn bereits etwas darin steht (egal ob Status- oder echte
/// Werkzeuge), um ein versehentliches Überschreiben bei überlappenden Aufrufen zu vermeiden.</summary>
public void EnsureFallbackTool()
{
if (Tools.Count > 0) return;
Tools.Add(new StatusMcpServerTool(this));
}
private async Task DisconnectAsync()
{
await _gate.WaitAsync();
try
{
_client = null;
if (_pipe is not null)
{
await _pipe.DisposeAsync();
_pipe = null;
}
using (Tools.DeferChangedEvents())
{
Tools.Clear();
Tools.Add(new StatusMcpServerTool(this));
}
}
finally { _gate.Release(); }
}
/// <summary>Läuft für die gesamte Prozesslaufzeit mit, unabhängig davon, ob der KI-Client
/// jemals von sich aus "lehrerapp_status" aufruft - sonst würden die echten Werkzeuge erst
/// wieder auftauchen, nachdem jemand aktiv danach gefragt hat.</summary>
public async Task RunBackgroundReconnectLoopAsync(TimeSpan interval, CancellationToken ct)
{
while (!ct.IsCancellationRequested)
{
try { await Task.Delay(interval, ct); }
catch (OperationCanceledException) { return; }
if (_client is null)
{
try { await TryReconnectAsync(ct); }
catch (OperationCanceledException) { return; }
}
}
}
private static CallToolResult ErrorResult(string message) => new()
{
IsError = true,
Content = [new TextContentBlock { Text = message }],
};
public async ValueTask DisposeAsync()
{
if (_pipe is not null) await _pipe.DisposeAsync();
_gate.Dispose();
}
}