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『瀚思彼岸』» 智能家居技术论坛

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[基础教程] 【新手必读】入门->精通:HA安装方式、基本概念及来龙去脉

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发表于 2021-10-10 11:50:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 XCray 于 2021-10-19 18:45 编辑

从论坛发帖来看,很多新手稀里糊涂。很多所谓的教程贴甚至某些以HA为主题的网站,其内容早就陈旧不堪,很多新手受这些文章毒害颇深,以至于刚一上手就义无反顾地跳进自己根本不知道的大坑。

本着人道主义精神,花点时间整理了本贴。如果你不那么玻璃心、愿意承认自己是新手,建议仔细阅读。

0. HA介绍
来到本论坛,说明你已经对HA至少有所了解了。所以这一段就不写了,对了,HA是 home assistant 的缩写,经常也被写成ha,这里不分大小写。另外HASS、Hass、hass也经常被用作简称。

1. 看文档&安装
上手第一件事,必须先学会看文档!首选必须是官方文档:home-assistant.io,英语没学好的还可以趁机加强一下。

文档第一篇干货,就是安装方法:Installation - Home Assistant (home-assistant.io),看文档的同时,就可以结合自己的硬件环境一边看一边动手安装了。

目前官方支持的安装方式有4种,按照逻辑上的递进顺序和功能由少到多,分别是 Core(核心)、Container(容器)、Supervised(监管的,不知道那个汉语词更妥帖)、OS(操作系统)。但从安装和维护难易程度上排序,最简单的是OS和Container,这也是官方推荐的两种方式;更难一些同时功能最简单的,是Core;最难的最不推荐的,是Supervised(老鸟随意)。

现在这4种方式的名称基本已固定下来,在发展过程中曾有过很多变化,这也是很多文章陈旧以致于产生误导作用的一个原因。

4种方式的简要介绍如下:
install.png
1.1 Core(核心)。核心这个词一度被赋予极其特殊的含义,在这里大家简单理解字面含义即可。简单地说,Core 就是 Home Assistant 本身,是一个用 Python 开发的项目,完成最基本最重要的智能家居的功能:
- Automations,自动化(小米的米家app里原来也叫过自动化,还叫过莫名其妙的“智能”,后来改成了明显错误的“场景”),这是智能家居的灵魂。HA的自动化非常非常强大!与之相比,小米搞的简直就是垃圾一样的存在,其他厂商搞的就更别提了。
- Lovelace,色鬼?到底是什么鬼?就把它当成HA的前端界面就行了,或者说其中的一种,通过浏览器或手机客户端访问HA所看到的,就像人的外貌。
- Intergrations,集成。把各种智能家居和服务接入到HA这个平台的方法和代码的专有名称。这是Core的核心。每个集成的代码,都是HA的一个“组件 Component”——注意这个词汇!
    在最新的2021.10版本中,官方已经内置了1856个集成——是的,1856个!
    虽然已经这么多,但总还有些智能硬件不能直接被HA使用,怎么办?
    于是很多懂开发的高手就自己开发组件,这种非官方的组件就被称作“Custom Component 定制组件”(相对于官方已经集成好了的组件)。很多优秀的定制组件慢慢被纳入了HA官方组件里,这也是HA不断发展强大的一个原因。
    Custom Component 这个词,有时也会被人不严谨地叫作“插件”,其实与“插件”更接近的英文单词应该是“plug-in”。由于很多人的不严谨,插件这个词被严重滥用了,产生了很多误导误解。
    HACS,就是一个非官方的定制组件商店(还有一些前端的东西)。其实所有的定制组件都可以不通过这个商店就可以安装。所以这个商店并不是那么必要的,我就一直没用过。
   补充:15楼朋友说的不错,官方文档里,integration 一词就是原来的 component 改过来的,在ha的世界,基本上这俩词是一个意思。

- Blueprints,蓝图。为了降低自动化编写难度而生造的一个失败的功能,用途是别人把自动化设计思路以蓝图的形式发表出来、你拿它直接套用。但这个功能很失败,连鸡肋都比不上。反正我是就当这个功能不存在。

既然是用 Python 开发的项目,那么安装运行就需要先有 python 环境。为了避免对系统造成其它影响,强烈推荐采用 python 虚拟环境部署——如果 python 没学好的话赶紧去学。另外我刚才说过,这种安装方式对新手来说难度很大,仅次于最难的 Supervised,但功能又是最少的。所以真心不建议新手用这种方式安装。

HA Core 诞生于2013年9月17日,现在的版本号采用“年+月+小版本”的形式,每个月大概会出6个左右的小版本(正式版本),一般每个月的大版本都会增加一些新的功能或集成或较大的改动,上旬更新会比较频繁、中旬基本达到稳定状态(小版本到5~6左右),下旬一般就不发布小版本了,开发大神们应该都去忙下个月的新的大版本了。

所以很多不愿意频繁更新的老鸟会选择在每个月的20号前后更新。

这里顺便说一句:建议每个月都至少升级一版、别掉队,顺便好好看看 Release Notes。因为每个月的大版本都会有较大变化,如果几个月不升级的话,很可能你乍一升级然后就启动失败,自己都不知道发生了什么。

1.2 Container(容器)
Docker 是一项非常了不起的技术,给软件部署带来了革命性的变化(不明白的赶紧去找些 Docker 基础教程看看)。HA 大概从2016年5月1日的0.14.2版本开始同步发布 Docker 镜像。

从我个人的角度,这是最佳安装方式——虽然和 Core 方式相比没有增加什么功能只是部署方式的变化,但升级和维护得到了极大地简化,灵活性足够、资源占用也达到了最优(几乎)。

1.3 Supervised(监管的)
先强调一下:没人监管你!这个监管指的是对 HA 相关 docker 容器的监管,这些容器除了最基础的几个之外,都有一个正式的名称:Add-on,官方现在翻译成“加载项”。而最基础的那几个,除了 Core 和Supervisor 之外,包括observer、dns、audio、cli、multicast 等,都被称作 plugin 插件——这才是官方话语里面“插件:的准确含义!
只不过这些插件都会随着 Supervised 或 OS 安装方式天然就有了,基本不需要使用者关注。

逻辑上讲,这种方式是在上一种的基础上,增加了几个辅助性的容器(这几个容器被叫做 plugin!)并统一加以监管,包括网络设置、安装、升级、备份、恢复、启动、状态监视等等。
完成监管功能的,是一个叫做 Supervisor 的容器。
老鸟们都很喜欢的 ESPHome、Node-Red 等等,也都以 Docker 容器的方式(Add-ons)被安装到系统里、接受 Supervisor 的统一监管。

很多半新不新的新手,对这种安装方式的最大感受,就是有一个 Add-ons Store,加载项商店,很多不严谨的人把它也叫做“插件商店”或“插件市场”,与前面说的 HACS 混为一谈。

HA 官方开发维护着二十几个 Add-ons,社区和自由开发者们也开发了大量的各种 Add-ons,有些还是非常实用非常优秀的。
Add-on 这个词,很多人也很不严谨的把它翻译成“插件”,甚至自己都没搞清楚的情况下,与前面所说的“Custom Component”混为一谈!
不过我也觉得比起“Custom Component”来说,“插件”用于指代“Add-on”更恰当一些。但是已经被用滥了(官方又赋予了明确含义),所以官方使用了“加载项”作为 Add-on 的中文翻译,也比较恰当,别的是不是还有哪个词更合适我也不知道。

所以看到插件这个词的时候,一定要记得再看看到底是哪个,是 python 语言写的定制组件?还是以 docker 容器/镜像形式存在的 Add-on(加载项)?

这里还涉及到历史上曾经存在过的几个叫法(没办法,官方也多次改来改去的):HassIO、Hass.IO、Hass.io、Hassio、hassio,这些都是 Supervisor 的曾用名(也叫过 Hass.io supervisor)。这几种写法在不少不严谨的文章里也指代 Supervised 这种安装方式。

这种安装方式是最难的,要求使用者拥有雄厚的 Linux、网络、协议、Docker 等知识和技能,新手除了有自虐倾向,千万别尝试。不客气地说,国内很多推荐新手用这种安装方式的文章,非蠢即坏。明明自己没那个技术基础,上来就要折腾这种玩法的人,除了蠢就是笨,外加跟自己过不去!

补充:群晖DSM 6.x的时候有个大神做了一个套件(群晖用语),用于安装这个,我曾经用过几个月,后来作者本人也放弃了。


另外,其实我个人也觉得这种方式比较鸡肋:多了好几个容器,而且还都没啥大用或者很难用;想用哪个 Add-on,完全可以自己在 docker 里手动部署。

可能也就是一种场景适用这种方式:有一个现成的 Linux 系统,有其他不可少的用途,但又想在上面部署 HA 且还实在想用 Supervised 的其他可有可无的功能。

由于这种安装方式太不利于管控(使用者的安装环境千差万别),官方曾一度想废弃,后来讨论的结果是维持,但仅限于支持当前版本的 debian 这一种环境。其他环境,只能使用者自己折腾,官方一概不支持。

1.4 OS(操作系统)
鉴于上面那种部署方式很容易引起的混乱,官方从大约2018年4月18日开始,干脆自己在 Supervised 基础上集成了操作系统,制作成系统镜像文件(与 docker 镜像不可混淆),这个镜像是一个包含所有功能的大包、逐渐适配了常见的各种硬件,使用者直接下载使用即可。

这种安装方式的名称也有过变化,最初叫“Hass.io-OS”,后来改成了“HassOS”(我也觉得这个名称最恰当)。官方文档中,还曾经管这个操作系统综合体叫过“Home Assistant”——纯属官方制造混乱啊!

顺便说一下这个论坛的域名:hassbian,其实也是官方曾经用过的一个专有名词,特指供树莓派使用的 HassOS(和现在的概念不太一致)。熟悉树莓派的同学对这个拼写应该有很自然的亲切感。不过早在2019年10月,官方就废弃了这个叫法,所以不了解也无所谓。

从安装难度上来说,这个是最简单的、最适合新手的。坏处就是你的树莓派或主机(或虚拟机)就变成专用的了。

我自己在树莓派和群晖虚拟机中使用过较长时间,后来觉得没啥太大的必要,改成了1.2 Docker那种安装方式(我自己认为是最好的方式,尤其是在群晖上)。

2. 全球参考
根据官方最新统计,全球HA的使用者中,2/3用的是 OS 这种方式:
install2.png
而硬件平台方面,最多的是树莓派4(超过1/3),其次是虚拟机(接近1/3)。
总的来说,所有使用树莓派的占到了58.5%:
install3.png

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 楼主| 发表于 2021-10-10 12:21:28 | 显示全部楼层

配置和使用——保姆好不好全看主人会不会调教,是不是~~

本帖最后由 XCray 于 2021-10-10 17:38 编辑

除了开发者们撸代码搞测试之外,绝大多数使用者应该是在这个环节花的时间最多。
安装完成后,接下来需要做的事情有:
1. 把各种设备和服务接入HA,利用的就是HA自带的各种集成(intergration)和非官方的各种定制组件(custome component),如果两个都没有现成的,要么等,要么自己写。
  设备容易理解,服务可能很多新手都犯迷糊——其实更简单,就是网上提供的各种数据服务,比如天气预报、电力公司的用电数据、股票信息之类的。

  每个集成的使用,最佳参考资料就是官方文档!
  Integrations - Home Assistant (home-assistant.io)
  不但更新及时,文字也非常准确、全面,甚至可能碰到的问题也都有成熟的答案。

  定制组件,最好的是作者的文档和帖子,其次才是网友们写的各种教程文章帖子之类的。

  另外,非常推荐大家(包括新手和半新手)仔细阅读这篇文章:Classifying the Internet of Things - Home Assistant (home-assistant.io),对于提高理解、建立正确的逻辑思维能力非常有帮助。
  这篇文章的主要内容是把HA所有的集成分为5类(其实不仅仅适用于HA,所有的物联网组件都可以这么划分):
classIOT.png
  值得一提的是,有些定制组件明明针对的是本地的设备,也采用云端推送甚至云端轮询的方式,时延有时就难以接受了。

  这张表其实很重要,很多自以为是的“老手”都在这方面打过脸。

  虽然我说本地推送最好,其他几种也不是不该存在,也都有其适用的设备或场景,当然,有时候是不得已的做法。

2. 安装手机客户端。推荐iOS版本的官方app。除了刚开始需要梯子获取推送ID之外,其他时间都不需要梯子了。安卓的按说功能更强大(app可以获取更多的数据和权限),但据说因为国内特殊的环境很不好用(我没用过不知道细节)。

  手机客户端除了基本的查看、操作、配置等功能之外,还可以采集手机上的一些传感器数据,另外还有一个非常有价值的功能:可响应通知(可以参考我另一个帖子:稀奇玩法:HA问手机、手机回复文字,然后HA朗读手机的回复—在家在外都可以)。

3. 接下来最重要的就是远程访问了,就是你出门在外时也可以用手机连接家里的HA,查看和控制各种设备状态。

  这个依赖于具体安装环境和网络条件,比较简便可靠的就是ipv6,已经有很多帖子了,不明白的找来看就是了。

4. 自动化——物联网的灵魂,智能家居也是物联网的一个应用,自动化的重要程度同样怎么强调都不过分。

  配合强大的“模板 Templating”,HA的自动化几乎可以实现你的任何想法,没有做不到、只有想不到。只要你逻辑上想得明白,就可以用HA实现。(什么?非要HA给你变个美女出来?吃药了吗?)

5. 各种优化、美化和微调

  美化主要指的是前端,这方面我几乎从没有折腾过,顶多就是自带的仪表板(Dashboard)简单的调整调整。有很多这方面的工具和帖子,感兴趣的自己找吧。


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 楼主| 发表于 2021-10-10 12:22:01 | 显示全部楼层

HA几个核心模块命名及版本演进简史,看一些老帖子尤其要

本帖最后由 XCray 于 2021-10-11 21:35 编辑

注意!
有些老手可能是习惯问题吧,现在发帖可能还在使用已经不用、含义已经变化了的名称,闹不好就会导致误解。

翻了翻官方github,简单整理一下:

Core,全名 Home Assistant Core,曾用名小名:hass、ha、home assistant。
   最初版本0.0,2013.9.17诞生;2014.4.14正式发布时的版本号 0.7,之后(直到2020年12月份),版本号一直在小数点后面累加(注意,0.10是0.7的弟弟,0.100是0.99的弟弟),给人以一种一直不是正式版的感觉——官方也曾经在0.99之后发文说终于要出正式版了,当时很多人以为后面会按照1.xxx的形式,不料辣帮大神太谦虚,于是继续在小数点后折腾——0.100.x,一直到0.118.5;这种情况一直持续到去年年底,当时0.119测试版都出了好几个,又想着让0.119直接变身为1.0.0的正式版本号的样子。
  最后纠结来纠结去,确定了以“年+月+小版本”的形式编写版本号,第一个就是2020.12.0,一直沿用至今。

Supervisor,监工,supervised和hassos两种安装方式里的司令官,或者说总指挥。曾用名:HassIO、Hass.IO、Hass.io、Hassio、hassio、Hass.io supervisor。
显然,这些叫法和 对Supervised 这种安装方式的叫法经常混用,原因就是supervisor在supervised这种玩法里的地位和作用。
名称和版本号演进:
0.4,正式名称HassIO,2017.4.6
  0.36,名称加了个点Hass.IO,2017.6.5,后来IO又改成了小写io,有时候点被忽略
  0.102,2018.4.30
  103,版本号前面去掉了0.,2018.5.9
  194,改名为Hass.io supervisor,2020.1.8
  197,改名为Supervisor,2020.2.5
  249,2020.10.19
  2020.10.0,当月26号发布
  2021.10.0,本月7号发布

怀疑开发组里有国人大神,嫌弃250这个版本号,于是早在去年10月就率先改用了“年+月+小版本”的形式。

OS,全名Home Assistant Operating System,注意官方文档里有时候也把这个叫成“Home Assistant”——怀疑是粗心的编辑人员弄的。
0.1,正式名称Hass.io-OS,2018.4.18,只支持虚拟机
   0.3,改名为HassOS,2018.6.5,加入树莓派2的支持
   0.4,2018.6.12,加入树莓派0、1和3的支持,并增加64位版本
   1.3,2018.7.7,正式发布
   2.8,2019.2.4
   3.7,2019.12.16
   4.7,2020.5.26
   5.8,2020.12.13
   6.0,2021.6.9
   6.4,2021.9.9

Container:
  大概从 Core 0.14.2 版本开始,官方制作docker镜像,2016.5.1
  一直到现在随核心同步升级(当然会比核心版本稍微慢一会儿,毕竟先有核心再有容器/镜像),没有也不需要自己的版本号。

上面基本上还是以安装方式的维度整的。其实还有两个重要模块:
frontend,前端,也有自己的版本号;
iOS和安卓版官方app,大名Companion,有自己独立的文档网站!

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 楼主| 发表于 2021-10-10 12:33:17 | 显示全部楼层

自动化,智能家居的灵魂

本帖最后由 XCray 于 2021-10-20 21:22 编辑

前面说的各种集成和定制组件,作用是把各种设备和服务接入到HA这个平台,但接入不是目的,接入后参与到各种自动化之后才能对得起“智能”这个词儿!
关于自动化,很多新手都会犯迷糊。其实也难怪,就连小米的米家app在这方面都很弱,近乎白痴一样的水平。

几个词汇必须明确区分:自动化、场景、状态、事件、条件。

小米的米家app里,关于自动化曾用过智能、自动化、场景等几个术语,第一个莫名其妙,最近的版本里又用了错误的场景一词,也就曾经用过的自动化是正确叫法,虽然很弱。

在HA里(以及任何不以反人类为目的的智能家居/物联网应用中),自动化都是由3个基本要素构成的:
- 触发要素,本质是事件
- 环境条件,本质是状态(这个要素在简单的自动化里可以不要)
- 动作,只有这些动作被正确执行,智能家居才能发挥为人类(可能也包括非人类哈)服务的作用。
  稍微复杂一些的自动化,在一系列动作中间还可以设置条件,这也是我们说HA的自动化能力远超米家app那种白痴水平的一个关键原因。

比如有人移动,这是一个事件,可作为自动化的触发要素;而太阳已经落山了,这是一个状态,可用作环境条件;开灯,显然是一个动作(而灯开着或关着,又是状态)。

小米等一众厂家卖的“人体传感器”,就曾经让很多小白觉得智商受到了侮辱,甚至到处骂娘。原因就是混淆了“事件”和“状态”。当然,厂家用这个名称用得也很不严谨很不负责,产生了误导。

准确的叫法,这些以热释电、红外线加菲涅尔透镜触发的这种被动式的传感器,应该叫“人体移动传感器”——它报告的就是发现“有人移动”这个事件,它没能力报告“有人”还是“没人”这两种状态!比如你蹲在传感器前面不动,它也只能过一定时间(一般2分钟)后报告“无人移动”。而最近几年逐渐被大家接受的“人体存在传感器”则是类似于雷达的一种主动式的器件,它报告的是“有人”和“没人”的状态值(当然也可以触发有人移动的事件,甚至还有移动方向,以此还可以实现计数的目的)。

~~~~~~~~~~~~~
HA的自动化能力也曾经有一个逐步加强的过程,现在已经基本达到了完美的程度。

很多玩家比较推崇Node-Red。不可否认,NR是一个了不起的软件,甚至可称之为平台。但我真心不推荐新手使用,甚至不推荐大多数HA玩家使用,原因有两个:
- NR的使用门槛还是挺高的,一般人真不一定玩得转;
- HA的自动化能力已经不需要NR来补充。
  早期确实有一些稍微复杂的自动化单靠HA自身很难实现,而NR可以。
  但现在么,如果真的要用到NR可以实现但HA实现不了的自动化,那一定早就不是新手了。

我自己也曾经用过几个月时间NR,但后来就不用了,就是因为发现用不着了,何必再多跑一个程序?

~~~~~~~~~~~~
用好(或者正确设计)自动化的前提,是自己先想明白,千万不要指望这些所谓的智能家居、智能设备真的智能!

你想想,连你自己都想不明白、说不清楚的逻辑,你能指望一个几百、几十、十几、甚至几块钱的东西会自己想明白???
真要是那样的话,你的智商还不如一个几块钱的电子产品,你还不得赶快去找块豆腐撞死去?!

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 楼主| 发表于 2021-10-10 12:34:02 | 显示全部楼层

一个好汉三个帮,HA 也有几个很好的配套软件

本帖最后由 XCray 于 2021-10-19 20:51 编辑

这层楼不涉及HA的各种组件(components),不管是官方集成的还是定制的

除了HA(不管那种安装方式)外,最重要的就是手机端的app了,推荐iOS系统的官方版本,首次使用需要梯子获取push id。安卓版的我没用过,需要的自行了解吧。

Siri、快捷指令(捷径),功能都很强大,配合HA及app也很好玩。

对于OS安装方式来讲,个人认为最有用、最必要的是“加载项 add-on”—— Samba share,就是把配置文件夹共享出来、Windows系统可以在网络邻居中看到和操控,这对于编辑配置文件非常有帮助。SSH、File Editor用处不大或不大好用,不如 samba share。
mqtt broker(俗称mqtt服务器)对于大多数ha玩家来说都非常重要(与ha安装方式无关,下同),建议用独立安装的软件包(比如debian等系统里 sudo apt install mosquitto-nossl或ssl),比 docker 容器好,这种简单的软件没必要动用docker。如果你用不着就不装。

远程访问的话,nginx非常值得选择,不过你先得了解反向代理的概念,当然这已经不是新手可以考虑的问题了。你知道了就自然会用了。

喜欢用ESP8266/ESP32的,ESPHome是最佳选择,推荐docker安装。当然,用到这个的也早就不是新手了。

Node-Red,前面说过,JavaScript玩得不熟的话,建议还是先别用了,用也用不好。

想让ha发声(播放各种音频媒体)又没有合适的智能音箱的,mpd 是最佳选择。操作系统支持的话,首选独立安装软件包(apt install mpd),系统不支持的话就用docker部署。蓝牙、有线都可以支持。与mpd并列或差不多性质的方案还有很多,但都不如mpd最简洁高效。

数据库,替代默认的基于文件的SQLite,任何一个独立的数据库引擎都会更强大,首选MariaDB,当然,了解的也早就不是新手了。

其他的,也基本上都不是新手需要玩的,等你想到要用的时候,你肯定自己已经有能力去搞定了。

这都是个人观点,仅供参考,说错了概不负责哈

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
最后,plugin、add-on、integration、component,哪个叫插件合适?
一概不加以区分、统统都叫成插件?说的人有随便说的自由,听的人自求多福、自己想办法避免被误导?


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发表于 2021-10-10 13:36:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 bainiu 于 2021-10-18 16:18 编辑

hass更新很快,虽然到处是坑,但是愿意折腾。静待楼主大作。写这种教程要花很多精力,但对我们这种新手来说非常受益,师傅领进门,修行看各人了。
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发表于 2021-10-10 13:52:41 | 显示全部楼层
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发表于 2021-10-10 14:22:44 | 显示全部楼层
也谈谈看法
我是core安装,最原始。容器等其他方式,还没学。以前core安装会出现ha挂掉的情况,一度想Docker方式安装或者搞个守护进程,现在ha比较稳定了,基本不会出现崩掉的情况。所以还是选择core方式,毕竟树莓派装的,效率应该最高。

HACS ,曾经我也看不上,因为不是官方的东西,要装组件自行下载不就可以了,但装了之后还挺香的,更新方便。

blueprints,近几个版本开始出现的东西,大概知道有点类似模板的意思,没用过。

我也提个问题,
自动化,是ha里面的自动化好呢,还是 nodered 好?
从效率(资源占用)、便捷角度、扩展性来分析。
虽然应该是nodered胜,但感觉它像是api。而不是ha原生的东西。
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非常nice,感谢分享!
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