Go
作为 Golang 开发人员,遇到的众多问题之一是试图将函数的参数设为可选。这是一个非常常见的用例,有一些对象应该使用一些基本的默认设置开箱即用,并且您可能偶尔想要提供一些更详细的配置。
在python 中,你可以给参数一个默认值,并在调用方法时省略它们。但是在 Golang 中,是无法这么做。
那么怎么解决这个问题呢? 答案就是Options模式。Options模式在Golang中应用十分广泛,几乎每个框架中都有他的踪迹。
传统方式:package mainimport "fmt"type Person struct { Name string Age int Gender int Height int Country string Address string}func NewPerson(name string, age, gender, height int, country, address string) *Person{ return &Person{ Name: name, Age:age, Gender:gender, Height:height, Country:country, Address:address, }}func main() { person :=NewPerson("dongxiaojian", 18, 1, 180, "china", "Beijing") fmt.Printf("%+v\n", person)}
可以发现,在这种方式中,拓展起来是非常麻烦的,以及设置出默认值十分繁琐。
options模式
package mainimport "fmt"type Person struct { Name string Age int Gender int Height int Country string City string}type Options func(*Person)func WithPersonProperty (name string, age,gender,height int) Options { return func(p *Person){ p.Name=name p.Age=age p.Gender=gender p.Height=height }}func WithRegional(country, city string) Options { return func(p *Person){ p.Country=country p.City=city }}func NewPerson(opt ...Options) *Person{ p :=new(Person) p.Country="china" p.City="beijing" for _, o :=range opt{ o(p) } return p}func main() { // 默认值方式 person :=NewPerson(WithPersonProperty("dongxiaojian", 18, 1, 180)) fmt.Printf("%+v\n", person) // 设置值 person2 :=NewPerson(WithPersonProperty("dongxiaojian", 18, 1, 180),WithRegional("china", "hebei")) fmt.Printf("%+v\n", person2)}
下次可以通过with**
函数进行增加属性,以及使用默认值。 这样看起来条理清晰了很多。
本文讲述的技术点属于比较极致和新颖的包大小优化技术,文章会从二进制、汇编指令的层面来分析 oc 代码对包大小的影响。接下来会从以下三个方面进行讲述:
二进制层面分析 oc 代码对包大小的影响 编码上优化包大小的 tips 总结各种 tips 的收益从二进制文件层面来分析编码对包大小影响
以分析属性为例子,介绍一种“从二进制文件层面来分析编码对包大小影响”的分析方法。
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实验背景:用真机 iphone11,iOS13.5.1,release,build setting 默认设置,linkmap file 使用 arm64 进行实验。
.o 级别对比
通过对比 ViewControler 没有属性、有一个属性、两个属性的情况:
@interface ViewController : UIViewController@property (nonatomic, strong) NSString *myString1;@property (nonatomic, strong) NSString *myString2;@end
ViewController.o占用字节
没有属性 0.36k一个属性 0.67k两个属性 0.92k当一个类减少一个属性,会减少 0.25k,这里有一个前提,这个类还有其他属性。
因此,我们可以得到一个结论:一个属性占用 0.25K。
查看 linkmap file 中的符号属于哪个 section 的 tips
# Sections:# Address Size Segment Section0x10000623C 0x00000224 __TEXT __text0x100006460 0x00000090 __TEXT __stubs
__TEXT.text 的地址范围是 0x10000623C - 0x100006460,那么 linkmap file 中的 Symbols 对应的地址,如果是在这个范围内,就属于__TEXT.text。
0x10000623C 0x00000034 [ 1] -[ViewController viewDidLoad]0x100006270 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1]0x100006280 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:]0x100006294 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString2]0x1000062A4 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString2:]0x1000062B8 0x00000040 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct]0x1000062F8 0x00000008 [ 2] -[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:]0x100006300 0x0000008C [ 2] -[AppDelegate application:configurationForConnectingSceneSession:options:]0x10000638C 0x00000004 [ 2] -[AppDelegate application:didDiscardSceneSessions:]0x100006390 0x00000080 [ 3] _main0x100006410 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate scene:willConnectToSession:options:]0x100006414 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneDidDisconnect:]0x100006418 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneDidBecomeActive:]0x10000641C 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneWillResignActive:]0x100006420 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneWillEnterForeground:]0x100006424 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneDidEnterBackground:]0x100006428 0x00000010 [ 4] -[SceneDelegate window]0x100006438 0x00000014 [ 4] -[SceneDelegate setWindow:]0x10000644C 0x00000014 [ 4] -[SceneDelegate .cxx_destruct]0x100006460 0x0000000C [ 5] _NSStringFromClass
0x10000623C 到 0x100006460 的符号都属于__TEXT.__text。
探索一个属性会产生哪些符号
将 section(节) size 不同拎出来,数字的单位:字节
__TEXT 段:
section
__text
__objc_methname
__objc_methtype
__objc_classname
__cstring
_unwind_info
没有属性
412
3396
2831
112
144
100
一个属性
468
3431
2843
112
183
100
两个属性
548
3466
2843
114
222
112
__DATA 段:
Section
__objc_const
__objc_ivar
没有属性
4904
4
一个属性
5040
8
两个属性
5136
12
分析:
$1 表示没有属性和一个属性的对比
$2 表示一个属性和两个属性的对比
TEXT.text 分析
segment
section
没有属性
一个属性
两个属性
$1
$2
__TEXT
__text
412
468
548
56
80
Linkmap File 差异:
// ViewController没有属性,差异点是没有-[ViewController .cxx_destruct]符号// 一个属性: 16 + 20 + 20=56(与上方的 $1是对应上的)0x100006318 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1]0x100006328 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:]0x10000633C 0x00000014 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct]// 两个属性 16 + 20 + 16 + 20 +64=136// 一个属性与两个属性比较 136 - 56=80(与上方的 $2是对应上的)0x100006270 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1]0x100006280 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:]0x100006294 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString2]0x1000062A4 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString2:]0x1000062B8 0x00000040 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct]
疑惑点:.cxx_destruct的大小不一样,以下用两个截图回答这个问题,因为.cxx_destruct 内部的实现不一样,导致汇编的指令数量也不一样。
一个属性 .cxx_destruct内部实现的汇编代码:
两个属性 .cxx_destruct内部实现的汇编代码:
TEXT.objc_methname 分析
segment
section
没有属性
一个属性
两个属性
$1
$2
__TEXT
__objc_methname
3396
3431
3466
35
35
// 比较字节方法如上// 一个属性0x1000065FC 0x0000000A [ 1] literal string: myString10x100006606 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString1:0x100006614 0x0000000E [ 1] literal string: .cxx_destruct0x100006622 0x0000000B [ 1] literal string: _myString1// 两个属性0x1000065A4 0x0000000A [ 1] literal string: myString10x1000065AE 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString1:0x1000065BC 0x0000000A [ 1] literal string: myString20x1000065C6 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString2:0x1000065D4 0x0000000E [ 1] literal string: .cxx_destruct0x1000065E2 0x0000000B [ 1] literal string: _myString10x1000065ED 0x0000000B [ 1] literal string: _myString2
这里补充额外的一个点Dead Stripped Symbols相关的知识点:
// Text.text0x1000062B8 0x00000040 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct]0x10000644C 0x00000014 [ 4] -[SceneDelegate .cxx_destruct]// TEXT.objc_methname0x1000065D4 0x0000000E [ 1] literal string: .cxx_destruct<<dead>> 0x0000000E [ 4] literal string: .cxx_destruct
Dead Stripped Symbols的意思是.o 文件中不必要的符号去掉;
例如[ 4] literal string: .cxx_destruct就是不必要的符号,[ 4]是指SceneDelegate.o之所以不必要是因为对于objc_methname节来说,不需要有同名的符号。
// linkfile map内容,[ 4]指SceneDelegate.o[ 4] /Users/xxxx/Library/Developer/Xcode/DerivedData/PacketSize-athynpqwkehwhtfsynewxvtjyvdz/Build/Intermediates.noindex/PacketSize.build/Release-iphoneos/PacketSize.build/Objects-normal/arm64/SceneDelegate.o
Xcode 中Dead Stripped Symbols相关的设置:
TEXT.objc_methtype
segment
section
没有属性
一个属性
两个属性
$1
$2
__TEXT
__objc_methtype
2831
2843
2843
12
0
// 有NSString属性,有以下符号0x1000073CF 0x00000008 [ 1] literal string: @16@0:80x1000073D7 0x0000000B [ 1] literal string: v24@0:8@160x1000073E2 0x0000000C [ 1] literal string: @"NSString"// 同样Dead Stripped Symbols中也有@16@0:8、v24@0:8@16
TEXT.cstring 分析
segment
section
没有属性
一个属性
两个属性
$1
$2
__TEXT
__cstring
144
183
222
39
39
// 一个属性 10 + 29=390x100007EE2 0x0000000A [ 1] literal string: myString10x100007EEC 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString1// 两个属性0x100007EAF 0x0000000A [ 1] literal string: myString10x100007EB9 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString10x100007ED6 0x0000000A [ 1] literal string: myString20x100007EE0 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString2
TEXT.objc_classname 分析
segment
section
没有属性
一个属性
两个属性
$1
$2
__TEXT
__objc_classname
112
112
114
0
2
两个属性,比其他多占用了两个字节,目前还不知道这两个字节是怎么排列出来的,字节对齐?0x100007322 0x0000000F [ 1] literal string: ViewController0x100007331 0x00000002 [ 1] literal string: 0x100007333 0x0000000C [ 2] literal string: AppDelegate0x10000733F 0x00000016 [ 2] literal string: UIApplicationDelegate0x100007355 0x00000009 [ 2] literal string: NSObject0x10000735E 0x0000000E [ 4] literal string: SceneDelegate0x10000736C 0x00000016 [ 4] literal string: UIWindowSceneDelegate0x100007382 0x00000010 [ 4] literal string: UISceneDelegate0x100007392 0x00000002 [ 4] literal string:
DATA.objc_const 分析
segment
section
没有属性
一个属性
两个属性
$1
$2
__DATA
__objc_const
4904
5040
5136
136
96
没有属性0x100008110 0x00000020 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController一个属性 40 + 24 + (104 - 32)=1360x100008178 0x00000028 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_ViewController0x100008110 0x00000068 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController0x1000081A0 0x00000018 [ 1] __OBJC_$_PROP_LIST_ViewController两个属性 (152 - 104) + (72 - 40) + (40 - 24)=960x100008110 0x00000098 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController0x1000081A8 0x00000048 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_ViewController0x1000081F0 0x00000028 [ 1] __OBJC_$_PROP_LIST_ViewController
DATA.objc_ivar 分析
segment
section
没有属性
一个属性
两个属性
$1
$2
__DATA
__objc_ivar
4
8
12
4
4
一个属性0x1000094B0 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString1两个属性0x100009510 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString10x100009514 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString2
总结:通过以上的介绍,我们掌握了“从二进制文件层面分析编码对包大小的影响”的分析方法,用此方法我们可以继续分析“函数、direct、block”对包大小的影响。
编码上优化包大小的 Tips
属性动态化
探索对属性添加@dynamic 会对二进制文件产生的影响,探索方式跟上面一样,还是通过 link file map 的符号分析:
@interface ViewController()// 对比myString1属性有无添加@dynamic修饰的区别@property (nonatomic, copy) NSString *myString1;@end
TEXT.text 分析
segment
section
无 dynamic
有 dynamic
比较
__TEXT
__text
412
468
56
// 添加dynamic修饰没有以下部分// 16 + 20 + 20=560x100006318 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1]0x100006328 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:]0x10000633C 0x00000014 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct]
说明添加了@dynamic修饰不会生成 getter、setter,并且没有实例变量,自然也不需要在dealloc中执行置 nil 的代码。
TEXT.objc_methname 分析
segment
section
无 dynamic
有 dynamic
比较
__TEXT
__objc_methname
3431
3396
35
// 添加dynamic修饰没有以下部分// 10 + 14 + 11=350x1000065FC 0x0000000A [ 1] literal string: myString10x100006606 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString1:0x100006622 0x0000000B [ 1] literal string: _myString1
说明添加了@dynamic修饰不会生成 getter、setter,并且没有实例变量,自然就不需要生成对应的常量符号。
TEXT.objc_methtype 分析
segment
section
无 dynamic
有 dynamic
比较
__TEXT
__objc_methtype
2831
2843
12
// 添加dynamic修饰没有下面的符号// 但是在计算添加dynamic收益时,不能将这个计算入内,原因是一个项目一般都是这些符号的0x1000073E2 0x0000000C [ 1] literal string: @"NSString"
TEXT.cstring 分析
segment
section
无 dynamic
有 dynamic
比较
__TEXT
__cstring
173
183
10
一个属性0x100007EEC 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString1dynamic属性0x100007EF9 0x00000013 [ 1] literal string: T@"NSString",&,D,N
【T@"NSString",&,N,V_myString1】和【T@"NSString",&,D,N】是属性类型字符串, property type stringapple 的官方文档中有这个介绍
developer.apple.com/library/arc… // 关于属性类型字符串介绍
DATA.objc_const 分析
segment
section
无 dynamic
有 dynamic
比较
__DATA
__objc_const
4928
5040
112
一个属性0x100008110 0x00000068 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController0x100008178 0x00000028 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_ViewControllerdynamic属性0x100008110 0x00000020 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController(104 - 32) + 40=112
实例方法列表没有 myString1 的 getter、setter。
DATA.objc_ivar 分析
segment
section
无 dynamic
有 dynamic
比较
__DATA
__objc_ivar
4
8
4
dynamic 属性没有以下符号0x1000094B0 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString1
没有实例变量,自然就没有_OBJC_IVAR_$_ViewController._myString1符号。
结论:用@dynamic优化一个属性,收益是(229 - 12)=217B,12 是__objc_methtype 不能算进来;应用场景是对 model 类添加@dynamic。
方法调用、函数调用、direct 方法调用
实验数据
实验方法:
// 对照组#define Test // 先空实现void func(ViewController *mSelf){ [mSelf method];}@interface ViewController ()@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; [self test];}- (void)method{ NSLog(@"");}- (void)test{ // 2000个 Test 宏的调用,注意,对照组的宏是空实现}// 方法调用 的 实验// 修改Test宏#define Test [self method];// 函数调用 的 实验#define Test func(self);// direct方法调用 的 实验#define Test [self method];- (void)test __attribute__((objc_direct));
使用函数的汇编指令:
使用方法的汇编指令:
以上两个截图的汇编指令基本一样,说明在调用 func(self)函数时,因为函数内部实现过于简单,被编译优化了,直接优化为内敛函数。
修改 func 函数的实现,避开编译优化:
// 不影响调用逻辑的情况下,将函数实现改复杂点void func(ViewController *mSelf){ if ([mSelf isKindOfClass:[ViewController class]]) { [mSelf method]; }}
另外还做了一组方法名长度不同的实验:
短方法名:method
长方法名:methodmethodmethodmethodmethodmethodmethodmethod
短方法名
长方法名
对照组
0.52K
0.61K
方法调用
23.98K
24.07K
函数调用
16.30K
16.34K
direct 方法调用
16.11K
16.16K
短方法名和长方法名对二进制大小的影响?
分别查看短方法名和长方法名的 TEXT.text
// 短方法名0x100004560 0x00005FB4 __TEXT __text0x1000045CC 0x00005DDC [ 1] -[ViewController test]// 长方法名0x100004534 0x00005FB4 __TEXT __text0x1000045A0 0x00005DDC [ 1] -[ViewController test]大小都是0x00005FB4
短方法:
长方法:
短方法名和长方法名对二进制大小的影响非常小,TEXT.text 的大小是一样的,原因是方法调用主要是操作函数指针,此时方法名长度对此没有影响;
那么主要影响是TEXT.objc_methname
// 短方法名0x10000A664 0x00000D96 __TEXT __objc_methname// 长方法名0x10000A638 0x00000DC0 __TEXT __objc_methname
本实验中,函数调用和方法调用的区别?
先对比下方法调用和函数调用,在二进制上的区别:
// 函数和方法的区别// 函数调用0x100006448 0x000040CC __TEXT __text// 方法调用0x100004560 0x00005FB4 __TEXT __text
区别还是在 TEXT.text 上。
函数调用的汇编:
方法调用的汇编:
方法调用需要更多的指令,因此将方法调用改为函数调用,随着调用处越多,包大小的收益越大。
函数调用和 direct 方法调用的区别?
// 函数和direct的区别// 函数调用0x100006448 0x000040CC __TEXT __text0x10000A664 0x00000D96 __TEXT __objc_methname0x10000BF90 0x00000070 __TEXT __unwind_info0x10000C0F0 0x00001358 __DATA __objc_const0x10000D448 0x00000038 __DATA __objc_selrefs0x10000D480 0x00000018 __DATA __objc_classrefs// direct调用0x1000064C4 0x00004060 __TEXT __text0x10000A674 0x00000D8F __TEXT __objc_methname0x10000BF9C 0x00000064 __TEXT __unwind_info0x10000C0F0 0x00001340 __DATA __objc_const0x10000D430 0x00000028 __DATA __objc_selrefs0x10000D458 0x00000010 __DATA __objc_classrefs// direct方法调用TEXT.text中没有[ViewController method]符号,但是当method方法内部的实现比较多时,就会有[ViewController method]符号;原因是method过于简单被编译器优化为内联了// 因为method被内联了,所以__objc_selrefs少了一个符号;但是当method实现复杂了,会多一个method方法的调用,__objc_selrefs就多一个符号// 函数在TEXT.objc_methname多了以下两个符号0x10000A664 0x00000006 [ 1] literal string: class0x10000A66A 0x0000000F [ 1] literal string: isKindOfClass:// 函数调用实例方法列表尺寸比direct方法调用大,原因direct没有实例方法// 函数调用0x10000C138 0x00000050 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController// direct方法调用0x10000C138 0x00000038 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController
结论:direct 方法收益和函数调用基本一致,每一处调用优化收益是 3.93b。
函数调用、direct 方法调用为何可以减少二进制文件大小?
正常方法调用:
函数调用:
direct 方法调用:
x0是储存函数的第一个参数,msgSend的第一个参数肯定是self,所以x0是selfcbz先判断self是否存在,如果不存在,goto 0x1000063ac->ret,ret是return;- (void)method{ NSLog(@"");}如果self存在,则执行 NSLog因为method方法实现过于简单,被编译器优化为内联了。
当方法实现比较简单,使用 direct 修饰,可以优化调用效率,但是包大小收益可能是负收益;因为很多处调用 direct 方法被内联。
回到一开始的问题:函数调用、direct 方法调用可以减少二进制文件大小的原因是因为相比方法调用,指令变少了。
去 Block
实验内容:
// 有block和无block的代码区别- (void)blockTest{ [self.blockProvider blockInterface1:1];}- (void)blockTest{ [self.blockProvider blockInterface:^{ }];}
block 调用会产生哪些符号?
// 一个block调用与两个block调用的区别// __DATA.const(没有初始化过的常量) 多一个调用就会多一个___block_literal_global符号,这个占用32个字节0x100008070 0x00000020 [ 1] ___block_descriptor_32_e5_v8?0l0x100008090 0x00000020 [ 1] ___block_literal_global0x1000080B0 0x00000020 [ 1] ___block_literal_global.12// ___block_literal_global就是Block_layout结构体对象struct Block_layout {void *isa; int flags;int reserved;void (*invoke)(void *, ...);struct Block_descriptor *descriptor;/* Imported variables. */};
每多一处 block 的调用,会多一个___block_literal_global 符号,占用 32b。
// 无block调用0x1000060A4 0x00000044 [ 1] -[ViewController blockTest]// 一个block调用0x100006094 0x00000048 [ 1] -[ViewController blockTest]0x1000060DC 0x00000004 [ 1] ___27-[ViewController blockTest]_block_invoke// 包含_block_invoke这个符号,则说明[ViewController blockTest]方法的实现中,有实现block// 两个block调用// 如果有两个block调用,会多出 ___29-[ViewController viewDidLoad]_block_invoke_2// 有一个block调用比无block调用多出 36 + 4=40b// 有两个block调用比有一个block调用多出24 + 4=28b
每多一处 block 的调用,会多一个_block_invoke_2 符号,占用 4b。
block 调用和方法调用,在调用处的汇编指令差别?
方法调用:
- (void)blockTest{ [self.blockProvider blockInterface1:1];}
block 调用:
在调用处的指令,block 调用只是比方法调用多了一个指令,多了 4 个字节(maplinkfile 计算出来的)。
去 Block 优化的示例
含有 block 参数方法的实现:
// 定义含有block的方法- (void)blockInterface:(void(^)(void))block{ [self shill]; !block ? : block();}- (void)shill{ NSString *string=@"123"; if ([string isKindOfClass:[NSString class]]) { NSLog(@"123"); }}// 去Block的优化#define CallBlock(blockProvider,BLOCK)\[blockProvider shill];\BLOCK
实验对比:
- (void)blockTest{ [self.blockProvider blockInterface:^{ NSLog(@"block"); }];}- (void)blockTest{ CallBlock(self.blockProvider,{ NSLog(@"block"); })}
// 去Block,相当于把block的实现内联了0x100006064 0x00000050 [ 1] -[ViewController blockTest]// 调用含有block的方法// TEXT.text0x10000604C 0x00000048 [ 1] -[ViewController blockTest]0x100006094 0x0000001C [ 1] ___27-[ViewController blockTest]_block_invoke// DATA.const0x100008070 0x00000020 [ 1] ___block_descriptor_32_e5_v8?0l0x100008090 0x00000020 [ 1] ___block_literal_global
调用含有 block 的方法:
去 Block:
结论:去 Block 的主要收益在于减少了___block_literal_global 和_block_invoke 符号,但是去 block 相当于把 block 的实现内联了,_block_invoke 主要大小的占用是 block 的实现,这块内联和_block_invoke 的差异差不多有 0x0000001C(28) - (0x00000050 - 0x00000048)=20b;
___block_literal_global 固定 20b;
所以去 block 的收益是 40b。
总结
介绍了从二进制文件层面分析编码对包大小的影响;介绍了属性、方法调用、函数调用、direct 方法调用、block 调用在汇编下的差别,让我们在平时编码中,能有个大概的印象,该代码对应的汇编大概是什么样子;得出一些收益数据:@dynamic 优化属性
函数化或者 direct 修饰
去 Block
217B
3.93b
40b
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