这样看 mybatis，谁都会分析源码！

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发布于: 2020 年 08 月 16 日
java程序员访问数据库的方式有很多种，为了简化开发，都会选择使用框架访问数据库，而mybatis是我们常用的一种操作数据库的框架。
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本期我们通过展示实际测试结果，带领大家分析mybatis的源码，提升对框架的理解。
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本文相关的分析参照资料来源：
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mybatis官方网站
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mybatis源码包：版本号3.4.1
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关注公众号，输入关键字“java-summary”，即可获得源码。
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1. JDBC访问数据库﻿
访问数据库的方式有多种，可以使用原生的JDBC，也可以使用spring+mybatis，还可以使用springboot+mybatis。这几种方式一个比一个简单，需要的配置也是一个比一个少，但原理都是通用的。最底层也还是我们熟悉的JDBC。
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万变不离其宗，下面我们对照JDBC使用方式，分析mybatis源码。
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sql﻿
CREATE TABLE `user` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `username` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
  `passwd` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT '密码',
  `age` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '年龄',
  `address` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT '地址',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8
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这里是本文测试需要用到的sql语句
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TestJDBC.java﻿
package com.wuxiaolong.mybatis;
import java.sql.*;
/**
 * Description: JDBC测试
 *
 * 只需要一个mysql的驱动jar包
 *         <dependency>
 *             <groupId>mysql</groupId>
 *             <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
 *             <version>5.1.44</version>
 *         </dependency>
 *
 * @author 诸葛小猿
 * @date 2020-08-13
 */
public class TestJDBC {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 数据库连接配置
        String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/java-summary?characterEncoding=UTF-8";
        String username = "root";
        String password = "123456";
        String drive = "com.mysql.jdbc.Driver";
        
        // sql语句配置
        String sql = "select * from user where id=?";
        // 1.加载驱动类
        Class.forName(drive);
        // 2.获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
        // 3.创建 preparedStatement
        PreparedStatement prepareStatement = connection.prepareStatement(sql);
        // 3.初始化参数
        prepareStatement.setInt(1, 1);
        // 4.执行sql
        ResultSet rs = prepareStatement.executeQuery();
        // 打印结果
        while (rs.next()){
            System.out.println(rs.getString("username"));
        }
        // 关闭连接
        connection.close();
    }
}
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JDBC的使用，主要步骤有四步：加载驱动类、获取连接对象、创建Statement、执行sql。
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上面的配置信息可以看成两类：数据库连接配置、sql语句配置。大家记住这两配置，后面不管是使用spring+mybatis，还是使用springboot+mybatis，都离不开这两类配置。
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这是最直接的连接方式，通过驱动直接连接数据库，只需要集成mysql-connector-java这一个jar包即可。
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2.直接使用mybatis访问数据库﻿
MybatisTest.java﻿
package com.wuxiaolong.mybatis;
import com.wuxiaolong.mybatis.entity.UserEntity;
import com.wuxiaolong.mybatis.mapper.UserEntityMapper;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;
import java.io.InputStream;
import java.io.Reader;
/**
 * Description: 手动使用mybatis
 *
 * 需要引入两个jar:
 *         <dependency>
 *             <groupId>org.mybatis</groupId>
 *             <artifactId>mybatis</artifactId>
 *             <version>3.4.1</version>
 *         </dependency>
 *         <dependency>
 *             <groupId>mysql</groupId>
 *             <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
 *             <version>5.1.44</version>
 *         </dependency>
 * @author 诸葛小猿
 * @date 2020-08-13
 */
public class MybatisTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1.加载配置文件，获得SqlSessionFactory
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml");
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        // 2.获取session，主要的CRUD操作均在SqlSession中提供
        SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
        // 3.1执行sql方式一：通过方法全名
        UserEntity user = session.selectOne("com.wuxiaolong.mybatis.mapper.UserEntityMapper.selectByPrimaryKey", 1);
        System.out.println(user);
        // 3.2执行sql方式二：通过Mapper接口
        UserEntityMapper mapper = session.getMapper(UserEntityMapper.class);
        UserEntity user2 = mapper.selectByPrimaryKey(1);
        System.out.println(user2);
        session.close();
    }
}
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上面是使用mybatis的简单测试样例，可以直接运行main方法。整个执行过程大概有三步：
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通过InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml")加载配置文件中的信息，然后生成SqlSessionFactory。
通过SqlSessionFactory获得SqlSession。这里的SqlSession是关键，后面我们会重点分析源码。
使用SqlSession获得数据库中主键id=1的数据记录。这里使用了两种方式，第一种是使用session.selectOne()，第二种是使用UserEntityMapper.selectByPrimaryKey()。
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这种方式我们使用了两个jar包，几个是驱动mysql-connector-java，一个是mybatis框架mybatis。使用mybatis框架，将上面JDBC的相关对象进行了封装，这里虽然我们只看到了SqlSession，其实底层还是JDBC。
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mybatis-config.xml﻿
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
    <!-- 数据库连接配置：可以配置多个环境，default：配置某一个环境的唯一标识，表示默认使用哪个环境 -->
    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <dataSource type="POOLED">
                <!-- 配置连接信息 -->
                <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/java-summary?characterEncoding=UTF-8"/>
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="123456"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <!-- 配置映射文件 sql语句配置-->
    <mappers>
        <!--方式一、指定多个Mapper.xml文件-->
        <mapper resource="mapper/UserEntityMapper.xml"/>
        <!--方式二、Mapper.xml文件所在的包的路径-->
        <!-- <package name="com.wuxiaolong.mybatis.mapper"/>-->
    </mappers>
</configuration>
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这个配置文件中的信息包括了上面JDBC中说的两类配置：数据库连接配置、sql语句配置。这里只是通过xml文件的形式进行集中配置的。其实本质都是一样的。
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UserEntityMapper.java﻿
package com.wuxiaolong.mybatis.mapper;
import com.wuxiaolong.mybatis.entity.UserEntity;
/**
 * Description: Mapper文件
 *
 * @author 诸葛小猿
 * @date 2020-08-13
 */
public interface UserEntityMapper {
    UserEntity selectByPrimaryKey(Integer id);
    int insertSelective(UserEntity record);
}
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这是用户对象的接口。在实际开发中直接使用这个类就可以了，参考上面的MybatisTest.java中的sql执行的第二种方式。
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UserEntityMapper.xml﻿
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.wuxiaolong.mybatis.mapper.UserEntityMapper">
  <resultMap id="BaseResultMap" type="com.wuxiaolong.mybatis.entity.UserEntity">
    <id column="id" jdbcType="INTEGER" property="id" />
    <result column="username" jdbcType="VARCHAR" property="username" />
    <result column="passwd" jdbcType="VARCHAR" property="passwd" />
    <result column="age" jdbcType="INTEGER" property="age" />
    <result column="address" jdbcType="VARCHAR" property="address" />
  </resultMap>
  <sql id="Base_Column_List">
    id, username, passwd, age, address
  </sql>
  <select id="selectByPrimaryKey" parameterType="java.lang.Integer" resultMap="BaseResultMap">
    select
    <include refid="Base_Column_List" />
    from user
    where id = #{id,jdbcType=INTEGER}
  </select>
  <insert id="insertSelective" parameterType="com.wuxiaolong.mybatis.entity.UserEntity">
    insert into user
    <trim prefix="(" suffix=")" suffixOverrides=",">
      <if test="id != null">
        id,
      </if>
      <if test="username != null">
        username,
      </if>
      <if test="passwd != null">
        passwd,
      </if>
      <if test="age != null">
        age,
      </if>
      <if test="address != null">
        address,
      </if>
    </trim>
    <trim prefix="values (" suffix=")" suffixOverrides=",">
      <if test="id != null">
        #{id,jdbcType=INTEGER},
      </if>
      <if test="username != null">
        #{username,jdbcType=VARCHAR},
      </if>
      <if test="passwd != null">
        #{passwd,jdbcType=VARCHAR},
      </if>
      <if test="age != null">
        #{age,jdbcType=INTEGER},
      </if>
      <if test="address != null">
        #{address,jdbcType=VARCHAR},
      </if>
    </trim>
  </insert>
</mapper>
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这是sql语句的Mapper.xml文件，这个文件用来写sql语句，和UserEntityMapper.java文件对应。
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3.源码分析﻿
3.1.mybatis.jar项目结构﻿
首先，打开mybatis.jar包，来看看项目的结构。
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其中几个重要的package的简单说明：
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session包：这个包是MyBatis接口层的核心类。其中包括SqlSessionFactory、SqlSession这两个接口及其默认的实现类。SqlSession是实现所有数据库操作的API。除此之外，还有一个Configuration，这个类是mybatis的配置类，mybatis-config.xml和UserEntityMapper.xml都会被加载到这个类中。
builder包：这个包中包含了xml文件解析相关的类，其中XMLConfigBuilder是用来解析mybatis-config.xml文件的，XMLMapperBuilder是用来解析UserEntityMapper.xml文件的。
executor包：这个包中包含了数据库操作的相关方法，其中Executor是MyBatis的核心，围绕着它完成了数据库操作的完整过程。Executor主要提供了sql语句查询等数据库操作的相关方法。
cache包：缓存是MyBatis里比较重要的部分，有两种缓存：1.一级缓存。BaseExecutor中根据MappedStatement的Id、SQL、参数值以及rowBound(边界)来构造CacheKey，并使用BaseExccutor中的localCache来维护此缓存。2.全局的二级缓存，通过CacheExecutor来实现，其委托TransactionalCacheManager来保存/获取缓存，这个全局二级缓存比较复杂；通过配置可以开启二级缓存。全局二级缓存是基于Mapper.xml的namespace实现的，连表查询生产的缓存在单表更新时不一定会被更新，可能产生数据的不一致问题；同时二级缓存的失效策略是一个更新操作会导致该namespace下的所有缓存失效；所以这个二级缓存很鸡肋，一般都不用，实际开发中使用redis/memocached代替。
datasource包：这个包是MyBatis自身提供的一个简易的数据源/连接池，主要实现类是PooledDataSource，这个连接池的实现比较简单，实际项目中我们会继承集成其他的连接池，如阿里的druid。
transaction包：这个包是MyBatis自身提供一个简单的事物处理，并不支持内嵌事务这样较复杂的场景，所以在实际开发中会委托Spring来处理事务实现真正的与开发者隔离。
reflection包： 在MyBatis中大量地使用了反射，需要频繁地读取Class元数据，这个包对常见的反射操作进一步封装，以提供更简洁方便的API。
io包：这个包提供读取资源文件的API、封装MyBatis自身所需要的ClassLoader和加载顺序。
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3.2.SqlSessionFactory﻿
看源码时，可以通过debug上面的MybatisTest.java一步一步往下看。这里是MybatisTest.java中SqlSessionFactory的生成这一步的代码：
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SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
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获得SqlSessionFactory的目的是为了下面获得核心的SqlSession，从而访问数据库。获得SqlSessionFactory的过程就是解析mybatis-config.xml和UserEntityMapper.xml，并生成可重复使用的Configuration的过程。
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通过debug模式，进入到这个SqlSessionFactoryBuilder().build()方法中，找到核心代码:
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3.3.XMLConfigBuilder﻿
上面出现了XMLConfigBuilder，他是用来解析mybatis-config.xml文件的，具体解析的过程就是调用XMLConfigBuilder.parse()`，返回一个Configuration。下面的parse方法中可以看到mybatis-config.xml文件的节点标签：比如父节点configuration、settings标签，properties标签， typeAliases标签， environments标签，mappers标签等。
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上面的environments标签解析，this.environmentsElement(root.evalNode("environments")) 就是获取mybatis-config.xml文件中数据库连接参数的过程。可以看出这里，这里生成了TransactionFactory、DataSourceFactory、DataSource等信息，并将信息存储在Configuration.environment成员变量中：
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3.4.XMLMapperBuilder﻿
上面mappers标签解析，this.mapperElement(root.evalNode("mappers"))，就是获取mybatis-config.xml文件中mappers节点中配置的Mapper.xml的过程，mppers节点中有两种配置方式，一种是配置package，一种是配置resource，针对这两种配置有不同的分支做解析：
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这里我们以mybatis-config.xml文件中mappers节点resource配置为例说明UserEntityMapper.xml的解析过程。整个解析使用的是XMLMapperBuilder.parse()方法，下面的parse方法中可以看到UserEntityMapper.xml文件的节点标签：比如父节点mapper、resultMap标签，sql标签， select标签， insert标签。其中子标签的解析也有具体的方法：
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其中this.buildStatementFromContext(context.evalNodes("select|insert|update|delete"))方法内部最终会调用Configration的this.mappedStatements.put(ms.getId(), ms)，这里mappedStatements是一个HashMap，他的key就是测试类中 session.selectOne(key，params） 的key，比如key="com.wuxiaolong.mybatis.mapper.UserEntityMapper.selectByPrimaryKey"；这其实就是将UserEntityMapper.java与UserEntityMapper.xml中的方法映射起来的过程。
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3.5.Configration﻿
执行完上面的整个过程，我们最终获得初始化完成的Configration，这个Configration已经持有了mybatis-config.xml和UserEntityMapper.xml这两个配置文件中的所有信息，后续的很多操作也是从这个配置类中获取相应的配置参数的，而且Configuration对象是全局唯一的。可以看出，这个Configration应该是很重的，内部包含了太多的信息。
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调用DefaultSqlSessionFactory(Configuration configuration)的构造器，即可获得DefaultSqlSessionFactory。Configuration对象与DefaultSqlSessionFactory是1对1的关系，这也就意味着在一个DefaultSqlSessionFactory衍生出来的所有SqlSession作用域里，Configuration对象是全局唯一的。同时SqlSessionFactory提供了getConfiguration()接口来公开Configuration对象。
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3.6.SqlSession﻿
通过上面的代码我们获得了DefaultSqlSessionFactory，通过调用sqlSessionFactory.openSession()就可以获得SqlSession对象。
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SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
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openSession方法通过调用openSessionFromDataSource方法获得DefaultSqlSession：
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3.7.Executer﻿
在获取SqlSession的同时，也会实例化一个Executer，后面执行sql的时候会用到。这里会根据Executor的类型差别，获取不同的Excutor，默认是SimpleExecutor；这些Executor都继承BaseExecutor或者直接实现Executor接口。 其中BaseExecutor的localCache是一级缓存。而CacheExecutor实现了二级缓存。
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MyBatisExecutor，是MyBatis 调度的核心，负责SQL语句的生成和查询缓存的维护。
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获取到SqlSession后，在测试类中就可以通过调用session.selectOne("com.wuxiaolong.mybatis.mapper.UserEntityMapper.selectByPrimaryKey", 1)获得主键id=1的用户信息了。
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SqlSession是一套操作数据库的接口，包括数据库的CRUD的各种操作，也是mybatis中最核心的一部分内容之一。DefaultSqlSession.selectList()方法查询数据库的。首先通过key(如：com.wuxiaolong.mybatis.mapper.UserEntityMapper.selectByPrimaryKey)到Configration中找到这个sql语句相关的映射对象，然后调用executor.query()执行sql：
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进入上面`executor.query()方法内部，我们最终找到了BaseExecutor.query()方法，在这里可以看出，mybatis的BaseExecutor对象是有一个缓存的，缓存在成员变量localCache中；其实，这个localCache就是我们常说的一级缓存。
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进入到方法queryFromDatabase内部，最终在SimpleExecutor中找到了doQurey方法。看到这个方法，大家就很熟悉了，这里的Statement对象就是JDBC中使用的对象了，这里就是数据库的相关操作了。
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这在了我们同时可以看到StatementHandler，他封装了JDBC Statement操作，负责对JDBC statement 的操作，如设置参数、将Statement结果集转换成List集合
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3.8.其他对象﻿
处理上面介绍的对象外，还有几个数据库相关的对象也需要注意：
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ParameterHandler：负责对用户传递的参数转换成JDBC Statement 所需要的参数，
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ResultSetHandler：负责将JDBC返回的ResultSet结果集对象转换成List类型的集合；
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TypeHandler：负责java数据类型和jdbc数据类型之间的映射和转换
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3.9.设计模式﻿
mybatis源码中，涉及了多种涉及模式，简单介绍几种：
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Builder模式：例如SqlSessionFactoryBuilder、XMLConfigBuilder、XMLMapperBuilder、XMLStatementBuilder、CacheBuilder；
工厂模式：例如SqlSessionFactory、MapperProxyFactory；
代理模式：Mybatis实现的核心，比如MapperProxy，用的是jdk的动态代理；
模板方法模式：例如BaseExecutor和SimpleExecutor；
装饰器模式，例如CachingExecutor本身就是一个Executor，而其成员变量delegate还是一个从构造器中初始化的Executor。
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3.10.总结﻿
相比较spring的源码，其实看mybatis的源码相对还是简单很多的。
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看完源码可能发现其实框架没有我们想象中的那么难，只是封装的好一点，考虑的情况多一点，其本质还是一样的。
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看mybatis源码，可以首先关注DefaultSqlSession这个对象。这个对象起到承上启下的作用；说到承上，是指解析mybatis-config.xml和UserEntityMapper.xml这两类配置文件文件的过程，最终的结果就是DefaultSqlSession的成员变量 Configuration；说到启下，就是使用Executor对象访问数据库的过程。所以我们说SqlSession是mybatis中非常重要的。
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完成，收工！
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【传播知识，共享价值】，感谢小伙伴们的关注和支持，我是【诸葛小猿】，一个彷徨中奋斗的互联网民工。
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