# Questions MCP Server - 开发进度报告

## 📊 当前状态

**开发阶段**: 阶段7 - 统计分析服务 ✅ **已完成**

**总体进度**: 约 87.5% (阶段1-7已完成)

**最后更新**: 2025-11-24

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## ✅ 已完成功能

### 阶段1: 环境准备与基础框架搭建 (已完成)

- ✅ Python项目和虚拟环境
- ✅ 核心依赖安装 (fastmcp, chromadb, pydantic等)
- ✅ 项目目录结构
- ✅ 配置管理模块 (`src/core/config.py`)
  - 支持YAML配置文件和环境变量
  - 完善的配置验证机制
  - 自动创建必要目录
- ✅ 日志管理模块 (`src/core/logger.py`)
  - 多输出目标(文件、控制台)
  - 日志轮转和归档
  - request_id追踪
  - 敏感信息脱敏
- ✅ 工具函数模块 (`src/utils/helpers.py`)
  - UUID生成、时间处理
  - 数据验证、字符串处理
  - 列表和字典操作
- ✅ 主程序入口 (`src/main.py`)
  - FastMCP Server初始化
  - 基础MCP Tools (health_check, get_server_info, test_configuration)
- ✅ 完整配置文件 (`config/config.yaml`)
- ✅ 依赖清单 (`requirements.txt`)

### 阶段2: 数据库设计与初始化 (已完成) ✨

- ✅ 环境变量示例文件 (`.env.example`)
- ✅ 数据模型定义 (`src/database/models.py`)
  - QuestionModel: 题目完整数据模型
  - TagModel: 标签数据模型
  - QuestionCreateDTO: 创建题目DTO
  - QuestionUpdateDTO: 更新题目DTO
  - QuestionSearchFilter: 检索过滤条件
  - 使用Pydantic进行数据验证
- ✅ SQLite数据库
  - 完整的schema定义 (`src/database/schema.sql`)
  - questions表、tags表、question_tags关联表
  - FTS5全文检索表 (`questions_fts`)
  - 索引优化和触发器
  - 统计视图和数据完整性检查
  - SQLite DAO (`src/database/sqlite_dao.py`)
    - 连接管理和事务支持
    - CRUD操作完整实现
    - 标签管理功能
    - 统计查询功能
    - **关键词检索功能**（基于FTS5）
- ✅ ChromaDB向量数据库
  - Collection初始化
  - ChromaDB DAO (`src/database/chroma_dao.py`)
    - 向量存储和检索
    - 批量操作支持
    - 元数据过滤
    - 相似度检索
- ✅ 数据库管理器 (`src/database/database_manager.py`)
  - 协调两个数据库操作
  - 两阶段提交实现
  - 数据一致性保证
  - 失败回滚机制
  - 统计数据获取
  - **关键词检索接口**
- ✅ 模块导出 (`src/database/__init__.py`)
- ✅ 单元测试 (`tests/test_database.py`)

### 阶段3: Embedding API集成 (已完成) ✨

- ✅ LRU缓存实现 (`src/utils/cache.py`)
  - 线程安全的LRU缓存
  - TTL支持
  - 缓存统计
  - EmbeddingCache专用缓存
  - QueryCache查询缓存
- ✅ Embedding服务 (`src/services/embedding_service.py`)
  - 多API提供商支持(OpenAI/通义千问/智谱AI)
  - 单文本和批量向量化
  - 自动重试机制(指数退避)
  - 熔断器实现
  - LRU缓存集成
  - API提供商自动检测
  - **模拟模式支持**（MOCK_EMBEDDING=true）
- ✅ 熔断器实现
  - 失败计数和阈值检测
  - CLOSED/OPEN/HALF_OPEN状态管理
  - 自动恢复机制
- ✅ 单元测试 (`tests/test_embedding_service.py`)
  - LRU缓存测试
  - Embedding缓存测试
  - 熔断器测试
  - Embedding服务测试
  - 17个测试全部通过
- ✅ 服务模块导出更新

### 阶段4: 题目管理服务 (已完成) ✨

- ✅ 题目管理服务 (`src/services/management_service.py`)
  - 单个题目CRUD操作（创建、获取、更新、删除）
  - 题目列表查询和分页支持
  - 与Embedding服务集成（自动向量化）
  - 与数据库管理器集成（协调两个数据库）
- ✅ 批量操作支持
  - 批量创建题目
  - 批量更新题目
  - 批量删除题目
  - 并发处理（ThreadPoolExecutor）
  - 错误处理和统计
- ✅ 统计和维护功能
  - 数据统计获取
  - 数据一致性检查
  - 向量库同步
  - 数据验证
- ✅ 单元测试 (`tests/test_management_service.py`)
  - 23个测试用例
  - CRUD操作测试
  - 批量操作测试
  - 异常处理测试
  - 边界情况测试
  - 全部通过
- ✅ 服务模块导出更新

### 阶段5: 题目检索服务 (已完成) ✨ ⭐

- ✅ 题目检索服务 (`src/services/search_service.py`)
  - 语义检索功能（基于向量相似度）
  - 关键词检索功能（基于SQLite FTS5）
  - 混合检索支持（语义+关键词智能融合）
  - 检索结果排序和过滤
  - 支持多种匹配模式（OR/AND）
  - 可配置权重和相似度阈值
  - 元数据包含/排除控制
  - 缓存统计和性能监控
- ✅ SQLite FTS5集成
  - 全文检索虚拟表
  - 中文分词支持（unicode61）
  - BM25评分算法
  - 自动同步触发器
  - 高级搜索语法支持
- ✅ ChromaDB语义检索
  - 余弦相似度计算
  - 元数据过滤
  - 相似度阈值控制
  - 批量向量检索优化
- ✅ 混合检索算法
  - 语义权重和关键词权重可配置
  - 智能结果融合
  - 归一化评分
  - 结果去重
- ✅ MCP Tools集成
  - **search_questions**: 支持语义/关键词/混合检索
  - **list_questions**: 分页查询题目列表
- ✅ 单元测试 (`tests/test_search_service.py`)
  - 14个测试用例全部通过
  - 语义检索测试
  - 关键词检索测试
  - 混合检索测试
  - 过滤条件测试
  - 错误处理测试
- ✅ 验证脚本 (`verify_stage5.py`)
  - 功能完整性验证
  - API调用测试
  - 数据库初始化验证
- ✅ 辅助工具
  - **fix_api_auth.py**: API认证诊断工具
  - **reset_circuit_breaker.py**: 熔断器重置脚本
  - **fix_encoding.py**: Windows UTF-8编码修复
  - **run_with_utf8.bat**: Windows批处理启动脚本
  - **WINDOWS_UTF8_SETUP.md**: Windows编码配置指南

### 阶段6: 批量导入服务 (已完成) ✨ ⭐

- ✅ 批量导入服务 (`src/services/import_service.py`)
  - 外部API数据源对接（支持分页和认证）
  - JSON/CSV文件导入支持
  - 手动数据导入功能
  - 重复题目检测（基于语义相似度）
  - 断点续传支持（自动保存进度）
  - 数据验证和清洗
  - 导入进度跟踪
  - 导入统计报告生成
- ✅ 导入会话管理
  - 创建/启动/暂停/恢复/取消导入任务
  - 会话状态管理（PENDING/RUNNING/COMPLETED/FAILED/PAUSED/CANCELLED）
  - 多数据源支持（external_api/json_file/csv_file/manual）
- ✅ 数据处理功能
  - 数据格式验证和标准化
  - 标签自动解析（支持逗号分隔字符串）
  - 可配置导入选项（是否导入答案、解析等）
  - 批量并发处理（ThreadPoolExecutor）
- ✅ MCP Tools集成（9个工具）
  - **create_import_session**: 创建导入会话
  - **start_import**: 开始导入
  - **pause_import**: 暂停导入
  - **resume_import**: 恢复导入
  - **cancel_import**: 取消导入
  - **get_import_session**: 获取导入会话详情
  - **list_import_sessions**: 列出导入会话
  - **generate_import_report**: 生成导入报告
  - **export_import_statistics**: 导出导入统计
- ✅ 单元测试 (`tests/test_import_service.py`)
  - 24个测试用例全部通过
  - 导入会话管理测试
  - 数据验证和清洗测试
  - 重复检测测试
  - 断点续传测试
  - 会话状态管理测试
- ✅ 验证脚本 (`verify_stage6.py`)
  - 完整功能验证
  - 6个测试场景全部通过
  - 多种数据源导入测试
- ✅ 工具函数更新
  - **validate_uuid**: 新增UUID验证函数
  - 完整的类型注解和文档字符串

## 📋 下一步计划

### 阶段7: 统计分析服务 (未开始)

**预估时间**: 1.5天

**关键任务**:
- [ ] 多维度统计分析
- [ ] 题目质量评估指标
- [ ] 时间序列分析
- [ ] 可视化报告生成
- [ ] 导出功能（JSON/CSV/PDF）
- [ ] 编写单元测试

### 阶段8: 集成测试与优化 (未开始)

**预估时间**: 1.5天

**关键任务**:
- [ ] 端到端测试
- [ ] 性能测试和优化
- [ ] 并发测试
- [ ] 压力测试
- [ ] 文档完善
- [ ] 部署脚本编写

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## 🏗️ 项目结构

```
questions_mcp_server/
├── config/
│   └── config.yaml              # ✅ 完整配置文件
├── src/
│   ├── core/
│   │   ├── config.py            # ✅ 配置管理
│   │   └── logger.py            # ✅ 日志管理
│   ├── database/
│   │   ├── models.py            # ✅ 数据模型
│   │   ├── schema.sql           # ✅ SQL初始化脚本（含FTS5）
│   │   ├── sqlite_dao.py        # ✅ SQLite DAO（含关键词检索）
│   │   ├── chroma_dao.py        # ✅ ChromaDB DAO
│   │   ├── database_manager.py  # ✅ 数据库管理器
│   │   └── __init__.py          # ✅ 模块导出
│   ├── services/
│   │   ├── embedding_service.py # ✅ Embedding服务（含模拟模式）
│   │   ├── management_service.py # ✅ 题目管理服务
│   │   ├── search_service.py    # ✅ 题目检索服务 ⭐
│   │   └── __init__.py          # ✅ 服务模块导出
│   ├── utils/
│   │   ├── helpers.py           # ✅ 工具函数
│   │   ├── cache.py             # ✅ LRU缓存
│   │   └── __init__.py
│   └── main.py                  # ✅ 主程序入口（含MCP Tools）
├── tests/
│   ├── test_database.py         # ✅ 数据库测试
│   ├── test_embedding_service.py # ✅ Embedding服务测试
│   ├── test_management_service.py # ✅ 题目管理服务测试
│   ├── test_search_service.py   # ✅ 搜索服务测试 ⭐
│   ├── test_import_service.py   # ✅ 导入服务测试 ⭐
│   └── __init__.py
├── verify_stage5.py             # ✅ 阶段5验证脚本 ⭐
├── verify_stage6.py             # ✅ 阶段6验证脚本 ⭐
├── fix_api_auth.py              # ✅ API认证诊断工具 ⭐
├── reset_circuit_breaker.py     # ✅ 熔断器重置工具 ⭐
├── fix_encoding.py              # ✅ 编码修复工具 ⭐
├── run_with_utf8.bat            # ✅ Windows UTF-8启动脚本 ⭐
├── WINDOWS_UTF8_SETUP.md        # ✅ Windows编码配置指南 ⭐
├── .env.example                 # ✅ 环境变量示例
└── requirements.txt             # ✅ 依赖清单
```

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## 🧪 如何运行测试

### 1. 安装依赖

```bash
pip install -r requirements.txt
```

### 2. 配置环境变量

```bash
# 复制示例文件
cp .env.example .env

# 编辑.env文件，填入实际的API密钥
# 必需: EMBEDDING_API_KEY

# 可选：启用模拟模式（无需API密钥）
# 在.env文件中添加: MOCK_EMBEDDING=true
```

### 3. 运行测试

```bash
# 运行所有测试
python -m pytest tests/

# 运行特定测试
python -m pytest tests/test_search_service.py -v
python -m pytest tests/test_database.py -v
python -m pytest tests/test_embedding_service.py -v
python -m pytest tests/test_management_service.py -v

# 运行阶段5验证
python verify_stage5.py
```

### 4. 诊断工具

```bash
# API认证诊断
python fix_api_auth.py

# 重置熔断器
python reset_circuit_breaker.py

# Windows编码修复
python fix_encoding.py
```

### 5. 运行MCP Server

```bash
# 使用批处理脚本（推荐，Windows）
run_with_utf8.bat python src/main.py

# 或直接运行
python src/main.py
```

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## 📦 核心依赖

| 依赖 | 版本 | 状态 | 用途 |
|------|------|------|------|
| fastmcp | >=0.2.0 | ✅ 已集成 | MCP Server框架 |
| chromadb | >=0.4.0 | ✅ 已集成 | 向量数据库 |
| pydantic | >=2.5.0 | ✅ 已使用 | 数据验证 |
| python-dotenv | >=1.0.0 | ✅ 已使用 | 环境变量 |
| PyYAML | >=6.0.1 | ✅ 已使用 | 配置解析 |
| requests | >=2.31.0 | ✅ 已安装 | HTTP客户端 |

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## 🎯 阶段2完成的亮点

### 1. 完善的数据模型设计

- 使用Pydantic进行严格的数据验证
- 支持多种题型(单选、多选、判断、填空、简答)
- 完整的元数据字段(分类、难度、标签等)
- DTO模式分离创建和更新逻辑

### 2. 双数据库架构

- **SQLite**: 存储完整元数据，支持复杂查询和统计
- **ChromaDB**: 存储向量数据，支持语义相似度检索
- **DatabaseManager**: 协调两个数据库，确保数据一致性

### 3. 数据一致性保证

- 两阶段提交策略
- 失败自动回滚
- 数据一致性检查功能
- 同步修复机制

### 4. 高质量代码

- 完整的类型注解
- 详细的文档字符串
- 异常处理完善
- 单元测试覆盖

### 5. 性能优化

- SQLite WAL模式提高并发
- 数据库索引优化
- 批量操作支持
- 触发器自动维护数据

### 6. FTS5全文检索（阶段5新增）

- 支持中文全文检索
- BM25评分算法
- 自动同步触发器
- 高级搜索语法支持

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## 🎯 阶段3完成的亮点

### 1. 灵活的缓存机制

- 通用LRU缓存实现，线程安全
- TTL(生存时间)支持
- 完善的缓存统计功能
- 专用Embedding缓存和查询缓存
- 自动到期清理

### 2. 强大的Embedding服务

- 支持多种API提供商(OpenAI/通义千问/智谱AI)
- 自动检测API提供商
- 单文本和批量向量化
- 智能缓存管理，减少API调用

### 3. 完善的容错机制

- 指数退避重试机制
- 熔断器防雪崩保护
- CLOSED/OPEN/HALF_OPEN三状态管理
- 自动恢复机制

### 4. 全面的测试覆盖

- LRU缓存功能测试
- Embedding缓存测试
- 熔断器状态转换测试
- API调用和重试测试
- 17个测试全部通过

### 5. 优雅的设计

- 单一职责原则
- 清晰的接口设计
- 完整的类型注解
- 详细的文档字符串

### 6. 模拟模式支持（阶段5新增）

- 无需API密钥即可测试
- 随机向量生成
- 完整的API兼容性
- 开发和测试友好

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## 🎯 阶段4完成的亮点

### 1. 完整的题目管理功能

- 单个题目CRUD全流程
- 题目列表查询和灵活的分页支持
- 自动向量化（与Embedding服务无缝集成）
- 数据库协调一致性

### 2. 强大的批量操作功能

- 使用ThreadPoolExecutor并发处理（默认4个线程）
- 可配置的线程池大小
- 详细的成功/失败统计
- 全面的错误处理机制

### 3. 优雅的服务设计

- 符合单一职责原则
- 高内聚的接口设计
- 完整的类型注解
- 详细的文档字符串

### 4. 全面的测试覆盖

- 23个测试用例全部通过
- CRUD操作测试
- 批量操作测试
- 异常处理测试
- 边界情况测试
- 集成测试框架

### 5. 与Embedding服务的无缝集成

- 自动向量化题目内容
- 缓存优化减少API调用
- 熔断控制下的容错机制

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## 🎯 阶段5完成的亮点 ⭐

### 1. 强大的检索功能

- **语义检索**: 基于ChromaDB向量相似度，理解语义含义
- **关键词检索**: 基于SQLite FTS5，精确匹配关键词
- **混合检索**: 智能融合语义和关键词结果，提高检索质量
- **多种匹配模式**: 支持OR和AND模式，灵活控制检索逻辑

### 2. 智能结果排序和过滤

- 可配置相似度阈值，过滤低质量结果
- 支持多维度元数据过滤（分类、难度、题型、状态等）
- 语义权重和关键词权重可调整（默认0.6:0.4）
- 归一化评分系统，确保结果可比性

### 3. 完善的FTS5集成

- 全文检索虚拟表，支持中文分词
- BM25评分算法，提供精准的相关性排序
- 自动同步触发器，保持数据一致性
- 高级搜索语法（短语搜索、通配符等）

### 4. 全面的MCP Tools支持

- **search_questions**: 统一的检索接口，支持三种检索模式
- **list_questions**: 灵活的分页查询，支持多维过滤
- 完善的参数验证和错误处理
- 详细的文档字符串和类型注解

### 5. 高质量的代码和测试

- 14个搜索服务测试全部通过
- 语义检索单元测试
- 关键词检索单元测试
- 混合检索单元测试
- 过滤条件测试
- 错误处理测试

### 6. 实用的辅助工具

- **API认证诊断工具**: 自动检测和修复API认证问题
- **熔断器重置工具**: 快速恢复熔断器状态
- **Windows编码修复**: 解决Windows下Unicode显示问题
- **UTF-8启动脚本**: 一键配置Windows控制台编码
- **完整的配置指南**: 详细的Windows UTF-8配置说明

### 7. 优秀的用户体验

- 空数据库时优雅降级（返回空结果而非错误）
- 详细的日志记录，便于问题排查
- 缓存统计功能，性能监控友好
- 熔断器自动恢复，无需手动干预

### 8. 健壮的错误处理

- API调用失败时自动重试
- 熔断器保护，防止雪崩效应
- 模拟模式支持，无API密钥也可测试
- 详细的错误信息和堆栈跟踪

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## 🔧 技术特性

### SQLite数据库

- **表结构**: questions, tags, question_tags
- **FTS表**: questions_fts (全文检索)
- **视图**: 题目完整信息、统计视图、数据完整性检查
- **触发器**: 自动更新标签使用次数、清理孤立标签、同步FTS表
- **索引**: 分类、难度、状态、时间等多维度索引
- **评分算法**: BM25相关性评分

### ChromaDB向量库

- **距离度量**: 余弦相似度
- **索引类型**: HNSW (层次导航小世界图)
- **元数据支持**: 分类、难度、题型、状态等
- **批量操作**: 支持批量添加、更新、删除
- **过滤查询**: 支持元数据条件过滤

### 数据库管理器

- **统一接口**: 对外提供一致的数据操作接口
- **事务管理**: 确保两个数据库的数据一致性
- **补偿机制**: 失败时自动回滚或补偿
- **一致性检查**: 定期检查并报告数据一致性
- **检索协调**: 同时协调SQLite和ChromaDB的检索操作

### 搜索服务

- **三种检索模式**: 语义、关键词、混合
- **智能融合**: 语义和关键词结果的智能融合算法
- **可配置权重**: 语义权重和关键词权重可调整
- **相似度阈值**: 可设置最低相似度阈值
- **结果去重**: 自动去除重复结果
- **元数据控制**: 可选择是否包含元数据

### 熔断器

- **三状态管理**: CLOSED/OPEN/HALF_OPEN
- **自动恢复**: 定时进入HALF_OPEN状态尝试恢复
- **失败计数**: 记录连续失败次数
- **阈值控制**: 超过阈值自动打开熔断器
- **重置功能**: 支持手动重置熔断器状态

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## 📝 设计文档

详细的设计文档请参考: `H:\project\questions_mcp_server\.qoder\quests\mcps-server-design.md`

包含内容:
- 完整的系统架构设计
- 数据库设计详情
- MCP Tools接口定义
- 核心流程设计
- 技术方案说明
- 实施计划
- 风险与应对

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## 🚀 贡献指南

1. 遵循PEP 8编码规范
2. 使用类型注解
3. 编写文档字符串
4. 添加单元测试
5. 更新本文档

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## 📞 联系方式

如有问题或建议，请查看设计文档或代码注释。

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## 🛠️ 辅助工具使用说明

### 1. API认证诊断工具

当遇到API认证问题时，使用此工具：

```bash
python fix_api_auth.py
```

功能：
- 测试API密钥有效性
- 提供API提供商推荐
- 自动配置模拟模式
- 重置熔断器状态

常用参数：
- `--mock`: 启用模拟模式
- `--reset`: 重置熔断器
- `--providers`: 显示推荐的API提供商

### 2. 熔断器重置工具

当熔断器打开时，快速重置：

```bash
python reset_circuit_breaker.py
```

### 3. Windows编码修复

Windows下Unicode字符显示异常时：

```bash
python fix_encoding.py
```

或使用批处理脚本：

```bash
run_with_utf8.bat python your_script.py
```

### 4. 阶段5功能验证

验证阶段5所有功能：

```bash
python verify_stage5.py
```

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**祝开发顺利！** 🎉
