這篇SpringCloud GateWay 詳解，你用的到

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專案原始碼地址：公眾號回覆 sentinel，即可免費獲取原始碼

背景

在微服務架構中，通常一個系統會被拆分為多個微服務，面對這麼多微服務使用者端應該如何去呼叫呢？如果沒有其他更優方法，我們只能記錄每個微服務對應的地址，分別去呼叫，但是這樣會有很多的問題和潛在因素。

使用者端多次請求不同的微服務，會增加使用者端程式碼和設定的複雜性，維護成本比價高。
認證複雜，每個微服務可能存在不同的認證方式，使用者端去呼叫，要去適配不同的認證，
存在跨域的請求，呼叫鏈有一定的相對複雜性（防火牆 / 瀏覽器不友好的協定）。
難以重構，隨著專案的迭代，可能需要重新劃分微服務

為了解決上面的問題，微服務引入了 閘道器 的概念，閘道器為微服務架構的系統提供簡單、有效且統一的API路由管理，作為系統的統一入口，提供內部服務的路由中轉，給使用者端提供統一的服務，可以實現一些和業務沒有耦合的公用邏輯，主要功能包含認證、鑑權、路由轉發、安全策略、防刷、流量控制、監控紀錄檔等。

閘道器在微服務中的位置:

閘道器對比

Zuul 1.0 : Netflix開源的閘道器，使用Java開發，基於Servlet架構構建，便於二次開發。因為基於Servlet內部延遲嚴重，並行場景不友好，一個執行緒只能處理一次連線請求。
Zuul 2.0 : 採用Netty實現非同步非阻塞程式設計模型，一個CPU一個執行緒，能夠處理所有的請求和響應，請求響應的生命週期通過事件和回撥進行處理，減少執行緒數量，開銷較小

GateWay : 是Spring Cloud的一個全新的API閘道器專案，替換Zuul開發的閘道器服務，基於Spring5.0 + SpringBoot2.0 + WebFlux（基於⾼效能的Reactor模式響應式通訊框架Netty，非同步⾮阻塞模型）等技術開發，效能高於Zuul
Nginx+lua : 效能要比上面的強很多，使用Nginx的反向程式碼和負載均衡實現對API伺服器的負載均衡以及高可用，lua作為一款指令碼語言，可以編寫一些簡單的邏輯，但是無法嵌入到微服務架構中
Kong : 基於OpenResty（Nginx + Lua模組）編寫的高可用、易擴充套件的，效能高效且穩定，支援多個可用外掛（限流、鑑權）等，開箱即可用，只支援HTTP協定，且二次開發擴充套件難，缺乏更易用的管理和設定方式

GateWay

官方檔案：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/

Spring Cloud Gateway 是Spring Cloud的一個全新的API閘道器專案，目的是為了替換掉Zuul1，它基於Spring5.0 + SpringBoot2.0 + WebFlux（基於⾼效能的Reactor模式響應式通訊框架Netty，非同步⾮阻塞模型）等技術開發，效能⾼於Zuul，官⽅測試，Spring Cloud GateWay是Zuul的1.6倍 ，旨在為微服務架構提供⼀種簡單有效的統⼀的API路由管理⽅式。

可以與Spring Cloud Discovery Client（如Eureka）、Ribbon、Hystrix等元件配合使用，實現路由轉發、負載均衡、熔斷、鑑權、路徑重寫、⽇志監控等
Gateway還內建了限流過濾器，實現了限流的功能。
設計優雅，容易拓展

基本概念

路由（Route）是GateWay中最基本的元件之一，表示一個具體的路由資訊載體，主要由下面幾個部分組成：

id：路由唯一標識，區別於其他的route
url：路由指向的目的地URL，使用者端請求最終被轉發到的微服務
order：用於多個Route之間的排序，數值越小越靠前，匹配優先順序越高
predicate：斷言的作用是進行條件判斷，只有斷言為true，才執行路由
filter: 過濾器用於修改請求和響應資訊

核心流程

核心概念：

Gateway Client 向 Spring Cloud Gateway 傳送請求
請求首先會被 HttpWebHandlerAdapter 進行提取組裝成閘道器上下文
然後閘道器的上下文會傳遞到 DispatcherHandler ，它負責將請求分發給 RoutePredicateHandlerMapping
RoutePredicateHandlerMapping 負責路由查詢，並根據路由斷言判斷路由是否可用
如果過斷言成功，由 FilteringWebHandler 建立過濾器鏈並呼叫
通過特定於請求的 Fliter 鏈執行請求，Filter 被虛線分隔的原因是Filter可以在傳送代理請求之前（pre）和之後（post）執行邏輯
執行所有pre過濾器邏輯。然後進行代理請求。發出代理請求後，將執行「post」過濾器邏輯。
處理完畢之後將 Response 返回到 Gateway 使用者端

Filter過濾器：

Filter在pre型別的過濾器可以做引數效驗、許可權效驗、流量監控、紀錄檔輸出、協定轉換等。
Filter在post型別的過濾器可以做響應內容、響應頭的修改、紀錄檔輸出、流量監控等

核心思想

當用戶發出請求達到 GateWay 之後，會通過一些匹配條件，定位到真正的服務節點，並且在這個轉發過程前後，進行一些細粒度的控制，其中 Predicate（斷言） 是我們的匹配條件，Filter 是一個攔截器，有了這兩點，再加上URL，就可以實現一個具體的路由，核心思想：路由轉發+執行過濾器鏈

這個過程就好比考試，我們考試首先要找到對應的考場，我們需要知道考場的地址和名稱(id和url)，然後我們進入考場之前會有考官檢視我們的准考證是否匹配（斷言），如果匹配才會進入考場，我們進入考場之後，（路由之前）會進行身份的登記和考試的科目，填寫考試資訊，當我們考試完成之後（路由之後）會進行簽字交卷，走出考場，這個就類似我們的過濾器

Route(路由) ：構建閘道器的基礎模組，由ID、目標URL、過濾器等組成

Predicate（斷言） ：開發人員可以匹配HTTP請求中的內容（請求頭和請求引數），如果請求斷言匹配賊進行路由

Filter（過濾） ：GateWayFilter的範例，使用過濾器，可以在請求被路由之前或者之後對請求進行修改

框架搭建

通過上述講解已經瞭解了基礎概念，我們來動手搭建一個GateWay專案，來看看它到底是如何執行的
新建專案：cloud-alibaba-gateway-9006

版本對應：

GateWay屬於SprinigCloud且有web依賴，在我們匯入對應依賴時，要注意版本關係，我們這裡使用的版本是 2.2.x的版本，所以配合使用的Hoxton.SR5版本

在這裡我們要注意的是引入GateWay一定要刪除spring-boot-starter-web依賴，否則會有衝突無法啟動

父類別pom參照：

<spring-cloud-gateway-varsion>Hoxton.SR5</spring-cloud-gateway-varsion>

 <dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
    <version>${spring-cloud-gateway-varsion}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

子類POM參照：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        <version>2.2.5.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

yml設定

server:
  port: 9006
spring:
  application:
    name: cloud-gateway-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: false #開啟註冊中心路由功能
      routes:  # 路由
        - id: nacos-provider #路由ID，沒有固定要求，但是要保證唯一，建議配合服務名
          uri: http://localhost:9001/nacos-provider # 匹配提供服務的路由地址 lb://表示開啟負載均衡
          predicates: # 斷言
            - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由

我們在之前的cloud-alibaba-nacos-9001專案中新增下面測試程式碼

@RestController
@RequestMapping("/mxn")
public class DemoController {

    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @GetMapping(value = "/hello")
    public String hello(){
        return "hello world ，my port is ："+serverPort;
    }

 }

啟動Nacos、cloud-alibaba-nacos-9001、cloud-alibaba-gateway-9006通過gateway閘道器去存取9001的mxn/order看看。

首先我們在Nacos中看到我們服務是註冊到Nacos中了

然後我們存取http://localhost:9001/mxn/hello，確保是成功的，在通過http://localhost:9006/mxn/hello去存取，也是OK，說明我們GateWay搭建成功，我們進入下一步

在上述方法中我們是通過YML去完成的設定，GateWay還提供了另外一種設定方式，就是通過程式碼的方式進行設定，@Bean 注入一個 RouteLocator

import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class GateWayConfig {

      /*
    設定了一個id為path_mxn的路由規則
    當存取地址http://localhost:9999/mxn/**
    就會轉發到http://localhost:9001/nacos-provider/mxn/任何地址
     */
    @Bean
    public RouteLocator gateWayConfigInfo(RouteLocatorBuilder routeLocatorBuilder){
        // 構建多個路由routes
        RouteLocatorBuilder.Builder routes = routeLocatorBuilder.routes();
        // 具體路由地址
        routes.route("path_mxn",r -> r.path("/mxn/**").uri("http://localhost:9001/nacos-provider")).build();
        // 返回所有路由規則
        return routes.build();
    }
}

我們可以將路由註釋掉之後看一下，重啟9006服務，存取地址http://localhost:9006/mxn/hello 就可以轉發到9001中具體的介面中

這裡並不推薦，使用程式碼的方式來進行設定gateWay，大家有個瞭解就可以，因為程式碼的設定維護的成本比較高，而且對於一些需要修改的項，需要改程式碼才可以完成，這樣不利於維護和拓展，所以還是推薦大家使用yml進行設定。

GateWay負載均衡

在上述的講解中，我們已經掌握了 GateWay 的一些基本設定和兩種使用方式，下面我們就來講解一下 GateWay 如何實現負載均衡

我們只需要在9006中新增lb://nacos-provider就可以顯示負載均衡。

當我們去存取http://localhost:9006/mxn/hello的時候，就可以看到9001和9002不停的切換

Predicate 斷言

在這一篇中我們來研究一下斷言，我們可以理解為：當滿足條件後才會進行轉發路由，如果是多個，那麼多個條件需要同時滿足

在官方提供的斷言種類有11種(最新的有12種型別)：

具體地址：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/

After：匹配在指定日期時間之後發生的請求。
Before：匹配在指定日期之前發生的請求。
Between：需要指定兩個日期引數，設定一個時間區間，匹配此時間區間內的請求。
Cookie：需要指定兩個引數，分別為name和regexp（正規表示式），也可以理解Key和Value，匹配具有給定名稱且其值與正規表示式匹配的Cookie。
Header：需要兩個引數header和regexp（正規表示式），也可以理解為Key和Value，匹配請求攜帶資訊。
Host：匹配當前請求是否來自於設定的主機。
Method：可以設定一個或多個引數，匹配HTTP請求，比如GET、POST
Path：匹配指定路徑下的請求，可以是多個用逗號分隔
Query：需要指定一個或者多個引數，一個必須引數和一個可選的正規表示式，匹配請求中是否包含第一個引數，如果有兩個引數，則匹配請求中第一個引數的值是否符合正規表示式。
RemoteAddr：匹配指定IP或IP段，符合條件轉發。
Weight：需要兩個引數group和weight（int），實現了路由權重功能，按照路由權重選擇同一個分組中的路由

1. After ：表示設定時間之後才進行轉發

時間戳獲取程式碼,用於時間程式碼的獲取：

    public static void main(String[] args) {
        ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now();//預設時區
        System.out.println(zbj);
    }

spring:
  application:
    name: cloud-gateway-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true #開啟註冊中心路由功能
      routes:  # 路由
        - id: nacos-provider #路由ID，沒有固定要求，但是要保證唯一，建議配合服務名
          uri: lb://nacos-provider # 匹配提供服務的路由地址 lb://表示開啟負載均衡
          predicates: # 斷言
            - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
            - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取

如果在時間段之前存取則404

Before

匹配ZonedDateTime型別的時間，表示匹配在指定日期時間之前的請求，之後的請求則拒絕404錯誤

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]

Between

Between 可以匹配ZonedDateTime型別的時間，由兩個ZonedDateTime引陣列成，第一個引數為開始時間，第二引數為結束時間，逗號進行分隔，匹配在指定的開始時間與結束時間之內的請求，設定如下：

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
#  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
  - Between=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai],2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]

Cookie

由兩個引陣列成，分別為name（Key）和regexp（正規表示式）（Value），匹配具有給定名稱且其值與正規表示式匹配的Cookie。

路由規則會通過獲取Cookie name值和正規表示式去匹配，如果匹配上就會執行路由，如果匹配不上則不執行。

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
#  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Between=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai],2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
   - Cookie=muxiaonong,[a-z]+ # 匹配Cookie的key和value（正規表示式）表示任意字母

小寫字母匹配成功：

數位匹配不成功：

Header

由兩個引陣列成，第一個引數為Header名稱，第二引數為Header的Value值,指定名稱的其值和正規表示式相匹配的Header的請求

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
#  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Between=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai],2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Cookie=muxiaonong,[a-z]+ # 匹配Cookie的key和value（正規表示式）表示任意字母
  - Header=headerName, \d+ # \d表示數位

請求頭攜帶數位斷言請求成功，

斷言字母匹配失敗：

Host

匹配當前請求是否來自於設定的主機。

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
#  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Between=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai],2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Cookie=muxiaonong,[a-z]+ # 匹配Cookie的key和value（正規表示式）表示任意字母
#  - Header=headerName, \d+ # \d表示數位
  - Host=**.muxiaonong.com #匹配當前的主機地址發出的請求

滿足Host斷言，請求成功

不滿足Host斷言失敗

**Method **

可以設定一個或多個引數，匹配HTTP請求，比如POST,PUT,GET,DELETE

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
#  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Between=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai],2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Cookie=muxiaonong,[a-z]+ # 匹配Cookie的key和value（正規表示式）表示任意字母
#  - Header=headerName, \d+ # \d表示數位
#  - Host=**.muxiaonong.com #匹配當前的主機地址發出的請求
  - Method=POST,GET

GET斷言成功

PUT斷言請求失敗

Query

由兩個引陣列成，第一個為引數名稱(必須)，第二個為引數值(可選-正規表示式)，匹配請求中是否包含第一個引數，如果有兩個引數，則匹配請求中第一個引數的值是否符合第二個正規表示式。

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
#  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Between=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai],2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Cookie=muxiaonong,[a-z]+ # 匹配Cookie的key和value（正規表示式）表示任意字母
#  - Header=headerName, \d+ # \d表示數位
#  - Host=**.muxiaonong.com #匹配當前的主機地址發出的請求
#  - Method=POST,GET
  - Query=id,.+ # 匹配任意請求引數，這裡如果需要匹配多個引數，可以寫多個- Query=

斷言匹配請求成功

RemoteAddr

引數由CIDR 表示法（IPv4 或 IPv6）字串組成，也就是匹配的ID地址，設定如下：

predicates: # 斷言
  - Path=/mxn/** # 斷言，路徑相匹配進行路由
# - After=2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai] #在這個時間之後的請求夠可以進行通過，之前的則不能進行存取
#  - Before=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Between=2022-06-11T15:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai],2022-06-11T16:30:40.785+08:00[Asia/Shanghai]
#  - Cookie=muxiaonong,[a-z]+ # 匹配Cookie的key和value（正規表示式）表示任意字母
#  - Header=headerName, \d+ # \d表示數位
#  - Host=**.muxiaonong.com #匹配當前的主機地址發出的請求
#  - Method=POST,GET
#  - Query=id,.+ # 匹配任意請求引數，這裡如果需要匹配多個引數，可以寫多個Query
  - RemoteAddr=192.168.1.1/24

RemoteAddr

需要兩個引數group和weight（int）權重數值，實現了路由權重功能，表示將相同的請求根據權重跳轉到不同的uri地址，要求group的名稱必須一致

routes:  # 路由
  - id: weight_high #路由ID，沒有固定要求，但是要保證唯一，建議配合服務名
    uri: https://blog.csdn.net/qq_14996421
    predicates: # 斷言
      - Weight=groupName,8
  - id: weight_low #路由ID，沒有固定要求，但是要保證唯一，建議配合服務名
    uri: https://juejin.cn/user/2700056290405815
    predicates: # 斷言
      - Weight=groupName,2

直接存取http://localhost:9006/可以看到我們請求的地址成8/2比例交替顯示， 80% 的流量轉發到https://blog.csdn.net/qq_14996421，將約 20% 的流量轉發到https://juejin.cn/user/2700056290405815

Predicate就是為了實現一組匹配規則，讓請求過來找到對應的Route進行處理。如果有多個斷言則全部命中後進行處理

GateWay Filter

路由過濾器允許修改傳入的HTTP請求或者返回的HTTP響應，路由過濾器的範圍是特定的路由.

Spring Cloud GateWay 內建的Filter生命週期有兩種：pre（業務邏輯之前）、post（業務邏輯之後）

GateWay本身自帶的Filter分為兩種： GateWayFilter（單一）、GlobalFilter（全域性）

GateWay Filter提供了豐富的過濾器的使用，單一的有32種，全域性的有9種，有興趣的小夥伴可以瞭解一下。

官方參考網址：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/

StripPrefix

StripPrefix 在我們當前請求中，通過規則值去掉某一部分地址，比如我們有一臺服務中加入了一個前端nacos-provider想要通過這個去存取，我們在專案cloud-alibaba-nacos-9001中加入 context-path

server:
  port: 9001
  servlet:
    context-path: /nacos-provider

現在9001的存取路徑變為http://localhost:9001/nacos-provider/mxn/hello，但是如果我們通過閘道器去存取路徑就會變成http://localhost:9006/mxn/nacos-provider/mxn/hello 這個時候我們通過這個路徑去存取是存取不成功的，想要解決這個方法，這個就用到了我們FIlter 中的 StripPrefix

routes:  # 路由
  - id: nacos-provider #路由ID，沒有固定要求，但是要保證唯一，建議配合服務名
    uri: lb://nacos-provider
    predicates: # 斷言
      - Path=/mxn/** # 匹配對應地址
    filters:
      - StripPrefix=1 # 去掉地址中的第一部分

我們重新啟動9006專案，再去存取

自定義Filter

雖然Gateway給我們提供了豐富的內建Filter，但是實際專案中，自定義Filter的場景非常常見，因此單獨介紹下自定義FIlter的使用。

想要實現GateWay自定義過濾器，那麼我們需要實現GatewayFilter介面和Ordered介面

@Slf4j
@Component
public class MyFilter implements Ordered, GlobalFilter {
    /**
     * @param exchange 可以拿到對應的request和response
     * @param chain 過濾器鏈
     * @return 是否放行
     */
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        //獲取第一個引數
        String id = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("id");
        //列印當前時間
        log.info("MyFilter 當前請求時間為:"+new Date());
        //判斷使用者是否存在
        if(StringUtils.isEmpty(id)){
            log.info("使用者名稱不存在，非法請求！");
            //如果username為空，返回狀態碼為407，需要代理身份驗證
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.PROXY_AUTHENTICATION_REQUIRED);
            // 後置過濾器
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        return chain.filter(exchange);
    }

    /**
     * 設定過濾器的優先順序，值越小則優先順序越高
     * @return
     */
    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

當我們存取http://localhost:9006/mxn/nacos-provider/mxn/hello請求，沒有攜帶ID引數，請求失敗

當我們存取http://localhost:9006/mxn/nacos-provider/mxn/hello?id=1請求，請求成功

總結

到這裡我們的GateWay就講解完了，對於GateWay的核心點主要有三個Route\Predicate\Filter，我們搞懂了這三點，基本上對於GateWay的知識就掌握的差不多了，GateWay核心的流程就是：路由轉發+執行過濾器鏈，如果對文中有疑問的小夥伴，歡迎留言討論。

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我是牧小農，怕什麼真理無窮，進一步有進一步的歡喜~