MySQL進階【八】—— MySQL優化之my.conf配置詳解

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最近專案不太忙，所以有時間靜心來研究下mysql的優化，對於MySQL的設定是否合理優化，直接影響到網站的速度和承載量！同時，MySQL也是優化難度最大的一個部分，不但需要理解一些MySQL專業知識，同時還需要長時間的觀察統計並且根據經驗進行判斷，然後設定合理的引數。 下面我們瞭解一下MySQL優化的一些基礎，MySQL的優化我分為兩個部分，一是伺服器物理硬體的優化，二是MySQL自身(my.cnf)的優化。

一、伺服器硬體對MySQL效能的影響

①磁碟尋道能力（磁碟I/O）,以目前高轉速SCSI硬碟(7200轉/秒)為例，這種硬碟理論上每秒尋道7200次，這是物理特性決定的，沒有辦法改變。MySQL每秒鐘都在進行大量、複雜的查詢操作，對磁碟的讀寫量可想而知。所以，通常認為磁碟I/O是制約MySQL效能的最大因素之一，對於日均訪問量在100萬PV以上的Discuz!論壇，由於磁碟I/O的制約，MySQL的效能會非常低下！解決這一制約因素可以考慮以下幾種解決方案： 使用RAID-0+1磁碟陣列，注意不要嘗試使用RAID-5，MySQL在RAID-5磁碟陣列上的效率不會像你期待的那樣快。

②CPU 對於MySQL應用，推薦使用S.M.P.架構的多路對稱CPU，例如：可以使用兩顆Intel Xeon 3.6GHz的CPU，現在我較推薦用4U的伺服器來專門做資料庫伺服器，不僅僅是針對於mysql。

③實體記憶體對於一臺使用MySQL的Database Server來說，伺服器記憶體建議不要小於2GB，推薦使用4GB以上的實體記憶體，不過記憶體對於現在的伺服器而言可以說是一個可以忽略的問題，工作中遇到了高階伺服器基本上記憶體都超過了16G。

二、MySQL自身的優化是如何操作的

MySQL自身因素當解決了上述伺服器硬體制約因素後，讓我們看看MySQL自身的優化是如何操作的。 對MySQL自身的優化主要是對其配置檔案my.cnf中的各項引數進行優化調整。下面我們介紹一些對效能影響較大的引數。 由於my.cnf檔案的優化設定是與伺服器硬體配置息息相關的， 因而我們指定一個假想的伺服器硬體環境：CPU: 2顆Intel Xeon 2.4GHz 記憶體: 4GB DDR 硬碟: SCSI 73GB(很常見的2U伺服器 ) 。
下面，我們根據以上硬體配置結合一份已經優化好的my.cnf進行說明：

[client]
default-character-set=utf8mb4
#mysqlde utf8字符集預設為3位的，不支援emoji表情及部分不常見的漢字，故推薦使用utf8mb4
 
[mysql]
default-character-set=utf8mb4
 
[mysqld]
skip-locking 
#避免MySQL的外部鎖定，減少出錯機率增強穩定性。
 
#skip-name-resolve 
# 禁止MySQL對外部連線進行DNS解析，使用這一選項可以消除MySQL進行DNS解析的時間。但需要注意，如果開啟該選項，則所有遠端主機連線授權都要使用IP地址方式，否則MySQL將無法正常處理連線請求！
# 因為docker官方的mysql的dockerfile中有一段程式碼：echo '[mysqld]\nskip-host-cache\nskip-name-resolve' > /etc/mysql/conf.d/docker.cnf將這個配置寫入另一個檔案，這裡我們們就不用寫了，docker預設解析docker name或者service為ip，這樣mysql就不用解析了
 
back_log = 512
# MySQL能有的連線數量。當主要MySQL執行緒在一個很短時間內得到非常多的連線請求，這就起作用，
# 然後主執行緒花些時間(儘管很短)檢查連線並且啟動一個新執行緒。back_log值指出在MySQL暫時停止回答新請求之前的短時間內多少個請求可以被存在堆疊中。
# 如果期望在一個短時間內有很多連線，你需要增加它。也就是說，如果MySQL的連線資料達到max_connections時，新來的請求將會被存在堆疊中，
# 以等待某一連線釋放資源，該堆疊的數量即back_log，如果等待連線的數量超過back_log，將不被授予連線資源。
# 另外，這值（back_log）限於您的作業系統對到來的TCP/IP連線的偵聽佇列的大小。
# 你的作業系統在這個佇列大小上有它自己的限制（可以檢查你的OS文件找出這個變數的最大值），試圖設定back_log高於你的作業系統的限制將是無效的。預設值為50，對於Linux系統推薦設定為小於512的整數。
 
key_buffer_size = 64M
# 這是mysql優化中非常重要的一項配置
# 指定用於索引的緩衝區大小，增加它可得到更好處理的索引(對所有讀和多重寫)。注意：該引數值設定的過大反而會是伺服器整體效率降低
# 預設值是16M，對於記憶體在4GB左右的伺服器該引數可設定為384M或512M。
# 想要知道key_buffer_size設定是否合理，通過命令show global status like 'key_read%';來檢視Key_read_requests（索引請求次數）和Key_reads（從i/o中讀取資料，也就是未命中索引），
# 計算索引未命中快取的概率：key_cache_miss_rate = Key_reads / Key_read_requests * 100%，至少是1:100，1:1000更好，比如我的key_cache_miss_rate = 15754 / 26831941 * 100% = 1/1700，也就是說1700箇中只有一個請求直接讀取硬碟
# 如果key_cache_miss_rate在0.01%以下的話，key_buffer_size分配的過多，可以適當減少。
# MySQL伺服器還提供了key_blocks_*引數：show global status like 'key_blocks_u%';
# Key_blocks_unused表示未使用的快取簇(blocks)數，Key_blocks_used表示曾經用到的最大的blocks數，比如這臺伺服器，所有的快取都用到了，要麼增加key_buffer_size，要麼就是過渡索引了，把快取佔滿了。
# 比較理想的設定：Key_blocks_used / (Key_blocks_unused + Key_blocks_used) * 100% < 80%
max_connections = 1500
# MySQL的最大連線數，預設是100，測試開過1萬個連線數，並將他們持久化，記憶體增加了一個多G，由此算出一個連線大概為100+K。
# 如果伺服器的併發連線請求量比較大，建議調高此值，以增加並行連線數量，當然這建立在機器能支撐的情況下，因為如果連線數越多，介於MySQL會為每個連線提供連線緩衝區，就會開銷越多的記憶體，所以要適當調整該值，不能盲目提高設值。可以過'conn%'萬用字元檢視當前狀態的連線數量，以定奪該值的大小。
# 比較理想的設定應該是max_used_connections / max_connections * 100% ≈ 80%，當發現這一比例在10%以下的話，說明最大連線數設定的過高了
# 檢視最大的連線數：SHOW VARIABLES LIKE "max_connections";
# 檢視已使用的最大連線：SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'max_used_connections';
# 顯示連線相關的設定：SHOW STATUS LIKE '%connect%';
# 顯示當前正在執行的mysql連線：SHOW PROCESSLIST
innodb_buffer_pool_size = 128M
# InnoDB使用一個緩衝池來儲存索引和原始資料, 預設值為128M。
# 這裡你設定越大,你在存取表裡面資料時所需要的磁碟I/O越少.
# 在一個獨立使用的資料庫伺服器上,你可以設定這個變數到伺服器實體記憶體大小的80%即5-6GB(8GB記憶體)，20-25GB(32GB記憶體)，100-120GB(128GB記憶體)，注意這是在獨立資料庫伺服器中推薦的設定
# 不要設定過大,否則,會導致system的swap空間被佔用，導致作業系統變慢，從而減低sql查詢的效率。
# 注意在32位系統上你每個程式可能被限制在 2-3.5G 使用者層面記憶體限制,所以不要設定的太高.
query_cache_size = 0
# MySQL的查詢緩衝大小（從4.0.1開始，MySQL提供了查詢緩衝機制）使用查詢緩衝，MySQL 5.6以後的預設值為0，MySQL將SELECT語句和查詢結果存放在緩衝區中，
# query cache（查詢快取）是一個眾所周知的瓶頸，甚至在併發並不多的時候也是如此。 最佳選項是將其從一開始就停用，設定query_cache_size = 0（MySQL 5.6以後的預設值）並利用其他方法加速查詢：優化索引、增加拷貝分散負載或者啟用額外的快取（比如memcache或redis）。
# 開啟query cache（Qcache）對讀和寫都會帶來額外的消耗：a、讀查詢開始之前必須檢查是否命中快取。b、如果讀查詢可以快取，那麼執行完之後會寫入快取。 c、當向某個表寫入資料的時候，必須將這個表所有的快取設定為失效
# 快取存放在一個引用表中，通過一個雜湊值引用，這個雜湊值包括查詢本身，資料庫，客戶端協議的版本等，任何字元上的不同，例如空格，註釋都會導致快取不命中。
# 通過命令：show status like '%query_cache%';檢視查詢快取相關設定:
# # have_query_cache：是否有此功能
# # query_cache_limit：允許 Cache 的單條 Query 結果集的最大容量，預設是1MB，超過此引數設定的 Query 結果集將不會被 Cache 
# # query_cache_min_res_unit：設定 Query Cache 中每次分配記憶體的最小空間大小，也就是每個 Query 的 Cache 最小佔用的記憶體空間大小
# # uery_cache_size：設定 Query Cache 所使用的記憶體大小，預設值為0，大小必須是1024的整數倍，如果不是整數倍，MySQL 會自動調整降低最小量以達到1024的倍數 
# # query_cache_type：控制 Query Cache 功能的開關，可以設定為0(OFF),1(ON)和2(DEMAND)三種，意義分別如下： 
# # # 0(OFF)：關閉 Query Cache 功能，任何情況下都不會使用 Query Cache 
# # # 1(ON)：開啟 Query Cache 功能，但是當 SELECT 語句中使用的 SQL_NO_CACHE 提示後，將不使用Query Cache 
# # # 2(DEMAND)：開啟 Query Cache 功能，但是隻有當 SELECT 語句中使用了 SQL_CACHE 提示後，才使用 Query Cache
# # query_cache_wlock_invalidate：控制當有寫鎖定發生在表上的時刻是否先失效該表相關的 Query Cache，如果設定為 1(TRUE)，則在寫鎖定的同時將失效該表相關的所有 Query Cache，如果設定為0(FALSE)則在鎖定時刻仍然允許讀取該表相關的 Query Cache。 
# 通過命令：show status like ‘%Qcache%’;檢視查詢快取使用狀態值:
# # Qcache_free_blocks：目前還處於空閒狀態的 Query Cache 中記憶體 Block 數目 
# # Qcache_free_memory：目前還處於空閒狀態的 Query Cache 記憶體總量 
# # Qcache_hits：Query Cache 命中次數 
# # Qcache_inserts：向 Query Cache 中插入新的 Query Cache 的次數，也就是沒有命中的次數 
# # Qcache_lowmem_prunes：當 Query Cache 記憶體容量不夠，需要從中刪除老的 Query Cache 以給新的 Cache 物件使用的次數
# # Qcache_not_cached：沒有被 Cache 的 SQL 數，包括無法被 Cache 的 SQL 以及由於 query_cache_type 設定的不會被 Cache 的 SQL 
# # Qcache_queries_in_cache：目前在 Query Cache 中的 SQL 數量 
# # Qcache_total_blocks：Query Cache 中總的 Block 數量  
# 如果Qcache_hits的值也非常大，則表明查詢緩衝使用非常頻繁，且Qcache_free_memory值很小，此時需要增加緩衝大小；
# 如果Qcache_hits的值不大，且Qcache_free_memory值較大，則表明你的查詢重複率很低，查詢快取不適合你當前系統，這種情況下使用查詢緩衝反而會影響效率，可以通過設定query_cache_size = 0或者query_cache_type 來關閉查詢快取。 
# Query Cache 的大小設定超過256MB，這也是業界比較常用的做法。此外，在SELECT語句中加入SQL_NO_CACHE可以明確表示不使用查詢緩衝
max_connect_errors = 6000
# 對於同一主機，如果有超出該引數值個數的中斷錯誤連線，則該主機將被禁止連線。如需對該主機進行解禁，執行：FLUSH HOST。防止黑客  
open_files_limit = 65535
# MySQL開啟的檔案描述符限制，預設最小1024;當open_files_limit沒有被配置的時候，比較max_connections*5和ulimit -n的值，哪個大用哪個，
# 當open_file_limit被配置的時候，比較open_files_limit和max_connections*5的值，哪個大用哪個。
table_open_cache = 128
# MySQL每開啟一個表，都會讀入一些資料到table_open_cache快取中，當MySQL在這個快取中找不到相應資訊時，才會去磁碟上讀取。預設值64
# 假定系統有200個併發連線，則需將此引數設定為200*N(N為每個連線所需的檔案描述符數目)；
# 當把table_open_cache設定為很大時，如果系統處理不了那麼多檔案描述符，那麼就會出現客戶端失效，連線不上
max_allowed_packet = 4M
# 接受的資料包大小；增加該變數的值十分安全，這是因為僅當需要時才會分配額外記憶體。例如，僅當你發出長查詢或MySQLd必須返回大的結果行時MySQLd才會分配更多記憶體。
# 該變數之所以取較小預設值是一種預防措施，以捕獲客戶端和伺服器之間的錯誤資訊包，並確保不會因偶然使用大的資訊包而導致記憶體溢位。
binlog_cache_size = 1M
# 一個事務，在沒有提交的時候，產生的日誌，記錄到Cache中；等到事務提交需要提交的時候，則把日誌持久化到磁碟。預設binlog_cache_size大小32K
max_heap_table_size = 8M
# 定義了使用者可以建立的記憶體表(memory table)的大小。這個值用來計算記憶體表的最大行數值。這個變數支援動態改變
tmp_table_size = 16M
# MySQL的heap（堆積）表緩衝大小。所有聯合在一個DML指令內完成，並且大多數聯合甚至可以不用臨時表即可以完成。
# 大多數臨時表是基於記憶體的(HEAP)表。具有大的記錄長度的臨時表 (所有列的長度的和)或包含BLOB列的表儲存在硬碟上。
# 如果某個內部heap（堆積）表大小超過tmp_table_size，MySQL可以根據需要自動將記憶體中的heap表改為基於硬碟的MyISAM表。還可以通過設定tmp_table_size選項來增加臨時表的大小。也就是說，如果調高該值，MySQL同時將增加heap表的大小，可達到提高聯接查詢速度的效果
read_buffer_size = 2M
# MySQL讀入緩衝區大小。對錶進行順序掃描的請求將分配一個讀入緩衝區，MySQL會為它分配一段記憶體緩衝區。read_buffer_size變數控制這一緩衝區的大小。
# 如果對錶的順序掃描請求非常頻繁，並且你認為頻繁掃描進行得太慢，可以通過增加該變數值以及記憶體緩衝區大小提高其效能
read_rnd_buffer_size = 8M
# MySQL的隨機讀緩衝區大小。當按任意順序讀取行時(例如，按照排序順序)，將分配一個隨機讀快取區。進行排序查詢時，
# MySQL會首先掃描一遍該緩衝，以避免磁碟搜尋，提高查詢速度，如果需要排序大量資料，可適當調高該值。但MySQL會為每個客戶連線發放該緩衝空間，所以應儘量適當設定該值，以避免記憶體開銷過大
sort_buffer_size = 8M
# MySQL執行排序使用的緩衝大小。如果想要增加ORDER BY的速度，首先看是否可以讓MySQL使用索引而不是額外的排序階段。
# 如果不能，可以嘗試增加sort_buffer_size變數的大小
join_buffer_size = 8M
# 聯合查詢操作所能使用的緩衝區大小，和sort_buffer_size一樣，該引數對應的分配記憶體也是每連線獨享
thread_cache_size = 8
# 這個值（預設8）表示可以重新利用儲存在快取中執行緒的數量，當斷開連線時如果快取中還有空間，那麼客戶端的執行緒將被放到快取中，
# 如果執行緒重新被請求，那麼請求將從快取中讀取,如果快取中是空的或者是新的請求，那麼這個執行緒將被重新建立,如果有很多新的執行緒，
# 增加這個值可以改善系統效能.通過比較Connections和Threads_created狀態的變數，可以看到這個變數的作用。(–>表示要調整的值)
# 根據實體記憶體設定規則如下：
# 1G  —> 8
# 2G  —> 16
# 3G  —> 32
# 大於3G  —> 64
 
query_cache_limit = 2M
#指定單個查詢能夠使用的緩衝區大小，預設1M
 
ft_min_word_len = 4
# 分詞詞彙最小長度，預設4
 
transaction_isolation = REPEATABLE-READ
# MySQL支援4種事務隔離級別，他們分別是：
# READ-UNCOMMITTED, READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, SERIALIZABLE.
# 如沒有指定，MySQL預設採用的是REPEATABLE-READ，ORACLE預設的是READ-COMMITTED
 
log_bin = mysql-bin
binlog_format = mixed
expire_logs_days = 30 #超過30天的binlog刪除
 
log_error = /data/mysql/mysql-error.log #錯誤日誌路徑
slow_query_log = 1
long_query_time = 1 #慢查詢時間 超過1秒則為慢查詢
slow_query_log_file = /data/mysql/mysql-slow.log
 
performance_schema = 0
explicit_defaults_for_timestamp
 
#lower_case_table_names = 1 #不區分大小寫
 
skip-external-locking #MySQL選項以避免外部鎖定。該選項預設開啟
 
default-storage-engine = InnoDB #預設儲存引擎
 
innodb_file_per_table = 1
# InnoDB為獨立表空間模式，每個資料庫的每個表都會生成一個資料空間
# 獨立表空間優點：
# 1．每個表都有自已獨立的表空間。
# 2．每個表的資料和索引都會存在自已的表空間中。
# 3．可以實現單表在不同的資料庫中移動。
# 4．空間可以回收（除drop table操作處，表空不能自已回收）
# 缺點：
# 單表增加過大，如超過100G
# 結論：
# 共享表空間在Insert操作上少有優勢。其它都沒獨立表空間表現好。當啟用獨立表空間時，請合理調整：innodb_open_files
 
innodb_open_files = 500
# 限制Innodb能開啟的表的資料，如果庫裡的表特別多的情況，請增加這個。這個值預設是300
 
innodb_write_io_threads = 4
innodb_read_io_threads = 4
# innodb使用後臺執行緒處理資料頁上的讀寫 I/O(輸入輸出)請求,根據你的 CPU 核數來更改,預設是4
# 注:這兩個引數不支援動態改變,需要把該引數加入到my.cnf裡，修改完後重啟MySQL服務,允許值的範圍從 1-64
 
innodb_thread_concurrency = 0
# 預設設定為 0,表示不限制併發數，這裡推薦設定為0，更好去發揮CPU多核處理能力，提高併發量
 
innodb_purge_threads = 1
# InnoDB中的清除操作是一類定期回收無用資料的操作。在之前的幾個版本中，清除操作是主執行緒的一部分，這意味著執行時它可能會堵塞其它的資料庫操作。
# 從MySQL5.5.X版本開始，該操作執行於獨立的執行緒中,並支援更多的併發數。使用者可通過設定innodb_purge_threads配置引數來選擇清除操作是否使用單
# 獨執行緒,預設情況下引數設定為0(不使用單獨執行緒),設定為 1 時表示使用單獨的清除執行緒。建議為1
 
innodb_flush_log_at_trx_commit = 2
# 0：如果innodb_flush_log_at_trx_commit的值為0,log buffer每秒就會被刷寫日誌檔案到磁碟，提交事務的時候不做任何操作（執行是由mysql的master thread執行緒來執行的。
# 主執行緒中每秒會將重做日誌緩衝寫入磁碟的重做日誌檔案(REDO LOG)中。不論事務是否已經提交）預設的日誌檔案是ib_logfile0,ib_logfile1
# 1：當設為預設值1的時候，每次提交事務的時候，都會將log buffer刷寫到日誌。
# 2：如果設為2,每次提交事務都會寫日誌，但並不會執行刷的操作。每秒定時會刷到日誌檔案。要注意的是，並不能保證100%每秒一定都會刷到磁碟，這要取決於程式的排程。
# 每次事務提交的時候將資料寫入事務日誌，而這裡的寫入僅是呼叫了檔案系統的寫入操作，而檔案系統是有 快取的，所以這個寫入並不能保證資料已經寫入到物理磁碟
# 預設值1是為了保證完整的ACID。當然，你可以將這個配置項設為1以外的值來換取更高的效能，但是在系統崩潰的時候，你將會丟失1秒的資料。
# 設為0的話，mysqld程式崩潰的時候，就會丟失最後1秒的事務。設為2,只有在作業系統崩潰或者斷電的時候才會丟失最後1秒的資料。InnoDB在做恢復的時候會忽略這個值。
# 總結
# 設為1當然是最安全的，但效能頁是最差的（相對其他兩個引數而言，但不是不能接受）。如果對資料一致性和完整性要求不高，完全可以設為2，如果只最求效能，例如高併發寫的日誌伺服器，設為0來獲得更高效能
 
innodb_log_buffer_size = 4M
# 此引數確定些日誌檔案所用的記憶體大小，以M為單位。緩衝區更大能提高效能，但意外的故障將會丟失資料。MySQL開發人員建議設定為1－8M之間
 
innodb_log_file_size = 32M
# 此引數確定資料日誌檔案的大小，更大的設定可以提高效能，但也會增加恢復故障資料庫所需的時間
 
innodb_log_files_in_group = 3
# 為提高效能，MySQL可以以迴圈方式將日誌檔案寫到多個檔案。推薦設定為3
 
innodb_max_dirty_pages_pct = 90
# innodb主執行緒重新整理快取池中的資料，使髒資料比例小於90%
 
innodb_lock_wait_timeout = 120 
# InnoDB事務在被回滾之前可以等待一個鎖定的超時秒數。InnoDB在它自己的鎖定表中自動檢測事務死鎖並且回滾事務。InnoDB用LOCK TABLES語句注意到鎖定設定。預設值是50秒
 
bulk_insert_buffer_size = 8M
# 批量插入快取大小， 這個引數是針對MyISAM儲存引擎來說的。適用於在一次性插入100-1000+條記錄時， 提高效率。預設值是8M。可以針對資料量的大小，翻倍增加。
 
myisam_sort_buffer_size = 8M
# MyISAM設定恢復表之時使用的緩衝區的尺寸，當在REPAIR TABLE或用CREATE INDEX建立索引或ALTER TABLE過程中排序 MyISAM索引分配的緩衝區
 
myisam_max_sort_file_size = 10G
# 如果臨時檔案會變得超過索引，不要使用快速排序索引方法來建立一個索引。註釋：這個引數以位元組的形式給出
 
myisam_repair_threads = 1
# 如果該值大於1，在Repair by sorting過程中並行建立MyISAM表索引(每個索引在自己的執行緒內) 
 
interactive_timeout = 28800
# 伺服器關閉互動式連線前等待活動的秒數。互動式客戶端定義為在mysql_real_connect()中使用CLIENT_INTERACTIVE選項的客戶端。預設值：28800秒（8小時）
 
wait_timeout = 28800
# 伺服器關閉非互動連線之前等待活動的秒數。線上程啟動時，根據全域性wait_timeout值或全域性interactive_timeout值初始化會話wait_timeout值，
# 取決於客戶端型別(由mysql_real_connect()的連線選項CLIENT_INTERACTIVE定義)。引數預設值：28800秒（8小時）
# MySQL伺服器所支援的最大連線數是有上限的，因為每個連線的建立都會消耗記憶體，因此我們希望客戶端在連線到MySQL Server處理完相應的操作後，
# 應該斷開連線並釋放佔用的記憶體。如果你的MySQL Server有大量的閒置連線，他們不僅會白白消耗記憶體，而且如果連線一直在累加而不斷開，
# 最終肯定會達到MySQL Server的連線上限數，這會報'too many connections'的錯誤。對於wait_timeout的值設定，應該根據系統的執行情況來判斷。
# 在系統執行一段時間後，可以通過show processlist命令檢視當前系統的連線狀態，如果發現有大量的sleep狀態的連線程式，則說明該引數設定的過大，
# 可以進行適當的調整小些。要同時設定interactive_timeout和wait_timeout才會生效。
 
[mysqldump]
quick
max_allowed_packet = 16M #伺服器傳送和接受的最大包長度
 
[myisamchk]
key_buffer_size = 8M
sort_buffer_size = 8M
read_buffer = 4M
write_buffer = 4M

總結

mysql配置項的優化是一件非常複雜且長期堅持的事情，因為不同的併發級別會導致某個配置項不符合當前的情況，所以希望能和大家一起持續關注著mysql的優化，也同樣歡迎大家列出自己再mysql優化中遇到的各種坑，讓大家學習和借鑑。