第042期：OffScreen、WebCodecs、WebTransport的花火碰撞-唐霜

Hello，这里是FM Robust，本期是第42期，欢迎收听，本期的话题将向你介绍一些相对【转载请注明来源】【本文首发于唐霜的博客】偏门的Web接口，以及把它们组合使用的一些奇思妙想。

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在节目开始之前，我想先自我推广一下，Ro著作权归作者所有，禁止商业用途转载。本文版权归作者所有，未经授权不得转载。bust已经做了40多期，在不同的平台上获得了非常不错的收听率，【转载请注明来源】【本文受版权保护】前几天小宇宙app给我推了订阅数跨过3000的通知，没想到我一个自说自话的声音节目能受到那【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】未经授权，禁止复制转载。么多人的欢迎，受宠若惊的同时，感谢你的支【作者：唐霜】【本文首发于唐霜的博客】持，希望今后可以贡献更多的优质内容。

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你可以在喜马拉雅、苹果的Podcast、转载请注明出处：www.tangshuang.net【本文受版权保护】小宇宙app等平台上收听Robust，同【转载请注明来源】未经授权，禁止复制转载。时，你也可以关注我的个人微信公众号 wwwtangshuangnet 与我【原创内容，转载请注明出处】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net私下交流，收藏我的博客 www.tangshuang.net ，节目的文字版都会发布在我的博客中。另【转载请注明来源】原创内容，盗版必究。外，你还可以在哔哩哔哩中搜索“否子戈”关转载请注明出处：www.tangshuang.net本文作者：唐霜，转载请注明出处。注我，我会时不时发一些技术视频。

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好了，回到我们本期的主题。

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首先，让我们先介绍一下今天的三位主角。

OffScreen即离屏渲染，顾名思义，【本文首发于唐霜的博客】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。就是浏览器在我们肉眼可见的窗口之外，提供本文作者：唐霜，转载请注明出处。【原创内容，转载请注明出处】了渲染能力。我们做前端往往只会称服务端为本文作者：唐霜，转载请注明出处。【未经授权禁止转载】后台，实际上，在前端本身也存在后台，而O转载请注明出处：www.tangshuang.net【版权所有】唐霜 www.tangshuang.netffScreen就是在后台完成，而非前台转载请注明出处：www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。完成，因此，这里的离屏渲染，不是说把元素【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】本文作者：唐霜，转载请注明出处。通过位置移动移出可视区域，而是在浏览器后本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【本文首发于唐霜的博客】台提供了一个非可视化的渲染模块中完成渲染【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【原创内容，转载请注明出处】。

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我们知道，浏览器本身作为最顶层的应用程序【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【原创不易，请尊重版权】，能够将页面能容渲染到显示器上，需要经过【转载请注明来源】【原创内容，转载请注明出处】“内核计算->缓冲->光栅化->输出到显示器”的过程，而离屏渲染则是只有前面两步，把要用于渲【未经授权禁止转载】原创内容，盗版必究。染的计算结果放到缓冲区后，就结束了，其他【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【原创内容，转载请注明出处】程序可以读取缓冲区内容后自己处理，可以用未经授权，禁止复制转载。【原创内容，转载请注明出处】来进行下一步的展示，也可以不展示。

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在浏览器中提供了OffscreenCanvas这【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【本文首发于唐霜的博客】个接口作为离屏渲染的载体，你可以创建一个OffscreenCanvas对象，对它进行操作。非常有意思的是，在web【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【原创内容，转载请注明出处】worker中同样支持该接口，这也就意味著作权归作者所有，禁止商业用途转载。转载请注明出处：www.tangshuang.net着，我们可以在非网页的主线程中，完成渲染本文作者：唐霜，转载请注明出处。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】工作。这是以前想都不敢想的操作。

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相信很多同学都做过一个需求，就是把当前页【版权所有，侵权必究】转载请注明出处：www.tangshuang.net面或其中的某个区域作为截图，让用户可以保【本文首发于唐霜的博客】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net存到自己电脑或手机上。我们经常会用到一个【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】转载请注明出处：www.tangshuang.net库，即html2canvas，这个库的原理是读取当前DOM解构和Co转载请注明出处：www.tangshuang.net原创内容，盗版必究。mputedStyle，按照一定的规则绘【版权所有，侵权必究】【未经授权禁止转载】制到一个canvas中，如果我们需要保存未经授权，禁止复制转载。本文版权归作者所有，未经授权不得转载。，可以把这个canvas导出为一张图片，【原创不易，请尊重版权】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。在通过a标签的download属性实现下载。这个过程中的核心关键，就是需要有一个c【原创不易，请尊重版权】【版权所有，侵权必究】anvas来绘制。而现在这个过程是全部在【版权所有，侵权必究】【作者：唐霜】主线程中完成的，并且我们会创建一个can本文版权归作者所有，未经授权不得转载。原创内容，盗版必究。vas标签来获得其上下文，这也就意味着上本文版权归作者所有，未经授权不得转载。原创内容，盗版必究。面提到的整个渲染过程都会被执行，那么浏览【本文首发于唐霜的博客】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。器就会花费不少资源在这个事情上，降低页面【原创内容，转载请注明出处】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。的运行性能。而如果我们使用离屏渲染，用OffscreenCanvas来绘制，此时浏览器不会真的把绘制效果渲染出来，著作权归作者所有，禁止商业用途转载。未经授权，禁止复制转载。而只是缓冲了绘制的计算结果，那么就可以减本文版权归作者所有，未经授权不得转载。未经授权，禁止复制转载。少光栅化和输出的过程。我们再进一步，我们【作者：唐霜】本文作者：唐霜，转载请注明出处。把读取到的DOM和样式发送到一个webw著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【未经授权禁止转载】orker中，在这个worker中使用O【原创内容，转载请注明出处】转载请注明出处：www.tangshuang.netffscreenCanvas进行绘制和图【作者：唐霜】【未经授权禁止转载】片生成，这样连计算过程都不在主线程执行，【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。对主线程几乎没有任何影响。

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不过离屏渲染也存在一些不足的地方，并非所未经授权，禁止复制转载。【本文受版权保护】有场景使用都能得到很好的性能提升效果。它著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【本文受版权保护】主要有两点问题，1. 开辟新的缓冲区会占用大块内存；2. 从一个缓冲区搬运数据到另外一个缓冲区，这个过程比线程间通信的效率还要低。因此【本文首发于唐霜的博客】【转载请注明来源】，那些需要实时响应用户的渲染，不可以使用本文作者：唐霜，转载请注明出处。【原创不易，请尊重版权】离屏渲染，例如canvas游戏、图表预览【本文首发于唐霜的博客】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】等等，只有那种作为候选结果的可以放在离屏【本文首发于唐霜的博客】未经授权，禁止复制转载。渲染，比如作为预加载，或者如上面所说的不未经授权，禁止复制转载。【原创不易，请尊重版权】需要立即渲染出来，用户可以等待的场景。

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第二位主角是WebCodecs。

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许多 Web API 在内部都使用了媒体编码器。例如，Web Audio API，以及 WebRTC API。然而，这些 API 不允许开发者处理视频流的单个帧和未合成的【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】本文作者：唐霜，转载请注明出处。编码音频块或视频块。

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视频领域，我们有非常多的视频格式，例如A本文作者：唐霜，转载请注明出处。【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】VI、MPEG、QuickTime File Format、WMV等等。视频格式，决定了该视频文件未经授权，禁止复制转载。【未经授权禁止转载】内部的存储结构，因此，想要播放对应格式的【本文首发于唐霜的博客】【原创内容，转载请注明出处】视频文件，必须使用能够阅读该存储结构的播【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net转载请注明出处：www.tangshuang.net放器。

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视频编码，是指对视频原始数据进行压缩处理本文作者：唐霜，转载请注明出处。【作者：唐霜】。我们知道，视频是由一帧一帧的画面和声音【未经授权禁止转载】本文作者：唐霜，转载请注明出处。组成，而视频编码的工作，就是对这些画面和本文作者：唐霜，转载请注明出处。本文作者：唐霜，转载请注明出处。声音进行压缩、去重、优化，使得视频文件既著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】可以播放又方便传输。常见的视频编码方式有著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【作者：唐霜】H.26X系列，例如H.261, H.263等等，MPEG系列，例如常见的MPEG-4，还有其他很多视频编码方式。

一个视频的原始数据进行视频编码之后，可以【作者：唐霜】未经授权，禁止复制转载。再用不同的视频格式进行封装，封装好之后就本文作者：唐霜，转载请注明出处。【本文受版权保护】可以用来传输了。当然，不同的视频格式可能【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】【原创内容，转载请注明出处】只支持其中少数的视频编码方式，有些视频编著作权归作者所有，禁止商业用途转载。转载请注明出处：www.tangshuang.net码后无法封装为一些视频格式。视频编码是视【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【本文受版权保护】频文件的本质，视频格式是该文件的表现形式【原创内容，转载请注明出处】原创内容，盗版必究。。另外，不同的编码方式会导致不同程度的失未经授权，禁止复制转载。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。真，因为目的不同，压缩和优化时去掉的细节【本文受版权保护】【本文受版权保护】多少也就不同。

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视频解码则是对视频编码的反向操作。视频编原创内容，盗版必究。【原创不易，请尊重版权】码是对原始视频数据的压缩、画面去重、优化转载请注明出处：www.tangshuang.net【未经授权禁止转载】等，而解码则是按照该视频编码的规则，使经本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【作者：唐霜】过编码后的数据可以还原出视频本身用于播放本文作者：唐霜，转载请注明出处。【原创不易，请尊重版权】。简单讲，经过视频编码后，文件内的数据就【本文首发于唐霜的博客】【版权所有，侵权必究】是一团乱序的数据，而非连续的视频帧，是无著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【未经授权禁止转载】法直接用来播放的，而解码则是还原其为一帧【原创不易，请尊重版权】【未经授权禁止转载】一帧的视频数据，因此，如果我们想从一个视【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net频文件中读取其中某一帧的画面，必须先进行【本文受版权保护】本文作者：唐霜，转载请注明出处。解码，得到连续帧的视频数据之后才能读取到【转载请注明来源】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】。

Web 开发者通常使用 WebAssembly 来绕过这一限制，例如将FFmpeg编译为wasm使用，并且在浏览器中使用媒体编解码器。然而，著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【原创不易，请尊重版权】这需要额外的带宽来下载浏览器中已经存在的原创内容，盗版必究。本文作者：唐霜，转载请注明出处。编解码器，降低了性能和能效，并增加了额外【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net未经授权，禁止复制转载。的开发成本。

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举些简单的场景，我们在视频播放时，把鼠标移到进度条上，转载请注明出处：www.tangshuang.net本文作者：唐霜，转载请注明出处。部分播放器会把鼠标位置对应的视频截图展示【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【本文受版权保护】出来。再比如，我们把视频上传后需要选取一【作者：唐霜】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】张视频封面。在比如我们需要把人物从弹幕下转载请注明出处：www.tangshuang.net未经授权，禁止复制转载。方浮到弹幕上方。比如我们需要对准备上传的著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【本文首发于唐霜的博客】视频或音频中是否包含了敏感信息进行提前检未经授权，禁止复制转载。【本文受版权保护】查。

这些场景都是我们常见的。以前，要么我们把本文作者：唐霜，转载请注明出处。【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】这些活放在后端做，然后把处理好的素材发送转载请注明出处：www.tangshuang.net原创内容，盗版必究。给前端；要么，我们需要自己写解码编码器，本文作者：唐霜，转载请注明出处。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。或者通过wasm加载用c/c++写好的编码解码模块。这无疑大大增加了开发成本和运行效率。而WebCodecs直接提供了编码解码的能力，这也就意味着，我们不需要自己再去写解码【转载请注明来源】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。器，而是直接调用浏览器的接口即可实现上述【作者：唐霜】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。能力。

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第三位主角是WebTransport。

在前端应用领域，联网的两台机器想要通信，本文作者：唐霜，转载请注明出处。本文作者：唐霜，转载请注明出处。有两种模式，一种是单工通信模式，另一种是【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。双工通信模式。单工通信只能在一个方向上传转载请注明出处：www.tangshuang.net【转载请注明来源】输数据，我们最常用的HTTP协议就是单工本文版权归作者所有，未经授权不得转载。本文作者：唐霜，转载请注明出处。通信。双工通信可以在两个方向上传输数据，本文作者：唐霜，转载请注明出处。【原创不易，请尊重版权】网络层面还分半双工全双工，但在前端基本没【原创不易，请尊重版权】【原创不易，请尊重版权】有这个必要去区分，我们最常见的莫过于We著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【原创不易，请尊重版权】bSocket。在传输模式上，分为文件传【转载请注明来源】【版权所有，侵权必究】输和流式传输，前者一次性传输整个文件，而转载请注明出处：www.tangshuang.net【原创不易，请尊重版权】后者开启一个可持续的通道多次传输数据。

了解完这些知识后你会发现，想要做到边下载著作权归作者所有，禁止商业用途转载。本文版权归作者所有，未经授权不得转载。边播放还没那么容易，我们知道可以采用流式原创内容，盗版必究。【本文受版权保护】传输来实现多次传输，在前面拿到数据之后，本文版权归作者所有，未经授权不得转载。转载请注明出处：www.tangshuang.net就可以立即使用。然而，作为一个视频文件，【作者：唐霜】未经授权，禁止复制转载。它的视频编码方式决定了它能不能支持这种拿本文版权归作者所有，未经授权不得转载。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。到部分数据后就可以开始播放的能力。因为前未经授权，禁止复制转载。【版权所有，侵权必究】面讲到，视频编码就是进行压缩、优化，那么【原创内容，转载请注明出处】原创内容，盗版必究。如果通过流式传输拿到的数据片段无法进行解【版权所有，侵权必究】本文作者：唐霜，转载请注明出处。码会怎样？这也就是为什么我说这里没那么容【转载请注明来源】【原创不易，请尊重版权】易的原因。实际上，只有部分视频编码方式和【本文首发于唐霜的博客】【本文首发于唐霜的博客】部分视频格式支持流式传输后用来进行播放。

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我们面临的核心需求是：我们希望继承现代W【本文首发于唐霜的博客】【本文首发于唐霜的博客】eb的安全保护技术，换句话说，我们需要T【本文受版权保护】原创内容，盗版必究。LS（安全传输层协议）加密；我们想要某种【本文首发于唐霜的博客】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net类型的拥塞控制；我们仍想要客户端-服务器【原创内容，转载请注明出处】【未经授权禁止转载】体系结构，我们不希望它建立在p2p的模型【原创内容，转载请注明出处】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。上，因为p2p连接体系结构会话的启动难度【作者：唐霜】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。不小；我们在大多数应用程序中也想使用双向本文作者：唐霜，转载请注明出处。原创内容，盗版必究。通信，我们需要发送可靠和有序的数据，我们本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net将这种数据称为“流”。流遵循先进先出的模转载请注明出处：www.tangshuang.net【转载请注明来源】式，因此在此过程中不会丢失任何内容；我们未经授权，禁止复制转载。【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】还希望以最小的延迟来实现流，但同时我们还【原创不易，请尊重版权】本文作者：唐霜，转载请注明出处。需要发送非可靠和无序的数据报文，这和UD【本文受版权保护】转载请注明出处：www.tangshuang.netP报文非常相似，它们都是小数据包，关键在本文版权归作者所有，未经授权不得转载。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。于传输的速度，如果速度太慢，其中一些数据【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】转载请注明出处：www.tangshuang.net可能会丢失，但只要我们能够实现高速传输，【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】本文作者：唐霜，转载请注明出处。就能解决这个问题；我们还需要持续地给发送【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【版权所有，侵权必究】端提供反馈，我们不能漫无目的地发射接收无【本文受版权保护】【本文首发于唐霜的博客】法处理的数据。并且它们应该使用URI进行转载请注明出处：www.tangshuang.net【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net资源定位，因为Web中的URI和URL是著作权归作者所有，禁止商业用途转载。原创内容，盗版必究。我们定位Internet内容的核心中枢，【原创内容，转载请注明出处】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。所以我们不想改变这种机制，我们想要一些符【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【本文首发于唐霜的博客】合URI机制的东西；我们想要进行定制化的著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【作者：唐霜】RTC传输，自己可以自定义传输协议，有更【未经授权禁止转载】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net多自由发挥的空间。

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我们看下当下的Web通信都有哪些备选项：HTTP1/2, WebSocket, 【未经授权禁止转载】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.netWebRTC。但这些方案每一个都不那么完美，各有优缺【转载请注明来源】【本文首发于唐霜的博客】点。HTTP慢，但HTTP2安全。Websocket全双工，但是阻塞，没本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【未经授权禁止转载】有原生支持流。WebRTC支持实时流，点【未经授权禁止转载】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。对点通信理论上效率高，但是建立P2P连接【本文首发于唐霜的博客】本文作者：唐霜，转载请注明出处。成本太高，还要解决各种奇怪的穿透问题等连本文作者：唐霜，转载请注明出处。未经授权，禁止复制转载。不通的问题。为了满足开发者们的需求，We本文作者：唐霜，转载请注明出处。【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】bTransport的标准被提了出来，通原创内容，盗版必究。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net过WebTransport就可以满足上述【原创不易，请尊重版权】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】的大部分需求。在WebTransport【转载请注明来源】未经授权，禁止复制转载。下，我们可以支持双工+流的理想组合，类似直播这样的可互动视频应用将会越来越【原创内容，转载请注明出处】【未经授权禁止转载】多。

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目前部分浏览器已经支持WebTransp【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net未经授权，禁止复制转载。ort了，但是想要用它，你的服务端必须部本文版权归作者所有，未经授权不得转载。原创内容，盗版必究。署支持HTTP3才行。WebTransport是基于HTTP3的协议框架，而HTTP3又是基于QUIC协议的，虽然目前HTTP3还没有那么流行，部署和维护成本还比较高，但是QUIC已【本文受版权保护】【作者：唐霜】经是比较成熟的协议，未来一定会逐渐成熟，原创内容，盗版必究。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net并有可能逐渐取代当下的应用协议。

好了，我们的三位主角已经悉数登场介绍完毕本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】。

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接下来，我们来聊一聊基于这三位主角，我们未经授权，禁止复制转载。原创内容，盗版必究。可以畅想一些可能的应用。

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首先我想到的是互动电影或者互动直播，以往【本文受版权保护】本文作者：唐霜，转载请注明出处。，我们的电影或直播的内容生产是中心化的，原创内容，盗版必究。原创内容，盗版必究。电影公司拍什么，我们看什么，但是，随着A【原创不易，请尊重版权】转载请注明出处：www.tangshuang.netIGC的逐渐成熟，以及上述技术的应用，未【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net来我们可能实现多人联机的UGC实时互动电【本文首发于唐霜的博客】【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】影生产模式，你可以理解为屏幕版的黑客帝国【转载请注明来源】未经授权，禁止复制转载。（或者你可以带上苹果的VisionPro未经授权，禁止复制转载。本文作者：唐霜，转载请注明出处。参与）。

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这个可能比较科幻未来。

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我说一个当下的，前面我们讲到通过html2canvas实现截图，那么通过结合OffscreenCanvas, Web【本文受版权保护】【未经授权禁止转载】Codecs, WebTransport，我们就可以便捷的实时观察用户在页面中的著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【作者：唐霜】操作，从而提供方便的客服。

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当然啦，还有很多很多可能场景，我这里只是本文作者：唐霜，转载请注明出处。【转载请注明来源】抛砖引玉，你如果有自己的想法，可以在下方【未经授权禁止转载】【原创内容，转载请注明出处】留言，发表你的idea。

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好了今天的节目就到这里，动动你的小手指，【未经授权禁止转载】原创内容，盗版必究。给个一键三连，好运连连，记得关注我的微信【未经授权禁止转载】【本文首发于唐霜的博客】公众号 wwwtangshuangnet 给我著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【作者：唐霜】捐赠哦，我们下期再见。

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2023-10-14 3442

唐霜

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