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Linux三剑客之awk详解

2019-06-19 577

第一篇 awk简介与表达式实例

  • 一种名字怪异的语言

  • 模式扫描和处理，处理数据和生成报告。

awk不仅仅是linux系统中的一个命令，而且是一种编程语言；它可以用来处理数据和生成报告（excel）；处理的数据可以是一个或多个文件；可以是直接来自标准输入，也可以通过管道获取标准输入；awk可以在命令行上直接编辑命令进行操作，也可以编写成awk程序来进行更为复杂的运用。

sed处理stream editor文本流，水流。

一、awk环境简介

本文涉及的awk为gawk，即GNU版本的awk。

[root@creditease awk]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)
[root@creditease awk]# uname -r
3.10.0-862.el7.x86_64
[root@creditease awk]# ll `which awk`
lrwxrwxrwx. 1 root root 4 Nov  7 14:47 /usr/bin/awk -> gawk 
[root@creditease awk]# awk --version
GNU Awk 4.0.2

二、awk的格式

awk指令是由模式、动作，或者模式和动作的组合组成。

  • 模式即pattern，可以类似理解成sed的模式匹配，可以由表达式组成，也可以是两个正斜杠之间的正则表达式。比如NR==1，这就是模式，可以把它理解为一个条件。

  • 动作即action，是由在大括号里面的一条或多条语句组成，语句之间使用分号隔开。如下awk使用格式。

三、记录和域

名称 含义
record 记录，行
filed 域，区域，字段，列

1）NF（number of field）表示一行中的区域（列）数量，$NF取最后一个区域。

2）$符号表示取某个列（区域），$1,$2,$NF

3）NR (number of record) 行号,awk对每一行的记录号都有一个内置变量NR来保存，每处理完一条记录NR的值就会自动+1

4）FS（-F）field separator 列分隔符，以什么把行分隔成多列

3.1 指定分隔符

[root@creditease awk]# awk -F "#" '{print $NF}' awk.txt 
GKL$123
GKL$213
GKL$321
[root@creditease awk]# awk -F '[#$]' '{print $NF}' awk.txt 
123
213
321

3.2 条件动作基本的条件和动作

[root@creditease awk]# cat awk.txt 
ABC#DEF#GHI#GKL$123
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
[root@creditease awk]# awk -F "#" 'NR==1{print $1}' awk.txt
ABC

3.3 只有条件

 [root@creditease awk]# awk -F "#" 'NR==1' awk.txt
ABC#DEF#GHI#GKL$123

默认会有动作{print $0}

3.4 只有动作

[root@creditease awk]# awk -F "#" '{print $1}' awk.txt
ABC
BAC
CAB

默认处理所有行

3.5 多个模式和动作

[root@creditease awk]# awk -F "#" 'NR==1{print $NF}NR==3{print $NF}' awk.txt 
GKL$123
GKL$321

3.6 对$0的认识

awk中$0表示整行

[root@creditease awk]# awk '{print $0}' awk_space.txt
ABC DEF GHI GKL$123
BAC DEF GHI GKL$213
CBA DEF GHI GKL$321

3.7 FNR

FNR与NR类似，不过多文件记录不递增，每个文件都从1开始（后边处理多文件会讲到）

[root@creditease awk]# awk '{print NR}' awk.txt awk_space.txt 
1
2
3
4
5
6
[root@creditease awk]# awk '{print FNR}' awk.txt awk_space.txt 
1
2
3
1
2
3

四、正则表达式与操作符

awk同sed一样也可以通过模式匹配来对输入的文本进行匹配处理。 awk也支持大量的正则表达式模式，大部分与sed支持的元字符类似，而且正则表达式是玩转三剑客的必备工具。

awk支持的正则表达式元字符

awk默认不支持的元字符，和需要添加参数才能支持的元字符

元字符 功能 示例 解释
x{m} x重复m次 /cool{5}/ 需要注意一点的是，cool加括号或不加括号的区别，x可以使字符串也可以只是一个字符，所以/cool{5}/表示匹配coo再加上5个l，即coolllll。/(cool){2,}/表示匹配coolcool，coolcoolcool等。
x{m,} x重复至少m次 /(cool){2,}/ 同上
x{m,n} x重复至少m次，但不超过n次，需要指定参数：--posix或者--re-interval。没有该参数不能使用这种模式 /(cool){5,6}/ 同上

正则表达式的运用，默认是在行内查找匹配的字符串，若有匹配则执行action操作，但是有时候仅需要固定的列表匹配指定的正则表达式。

比如:

我想取/etc/passwd文件中第五列（$5）这一列查找匹配mail字符串的行，这样就需要用另外两个匹配操作符。并且awk里面只有这两个操作符来匹配正则表达式的。

正则匹配操作符
~ 用于对记录或区域的表达式进行匹配。
！~ 用于表达与~相反的意思。

4.1 正则实例

1）显示awk.txt中GHI列

[root@creditease awk]# cat awk.txt 
ABC#DEF#GHI#GKL$123
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
[root@creditease awk]# awk -F "#" '{print $3}' awk.txt 
GHI
GHI
GHI
[root@creditease awk]# awk -F "#" '{print $(NF-1)}' awk.txt 
GHI
GHI
GHI

2）显示包含321的行

[root@creditease awk]# awk '/321/{print $0}' awk.txt 
CBA#DEF#GHI#GKL$321

3）以#为分隔符，显示第一列以B开头或最后一列以1结尾的行

[root@creditease awk]# awk -F "#" '$1~/^B/{print $0}$NF~/1$/{print $0}' awk.txt 
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321

4）以#为分隔符，显示第一列以B或C开头的行

[root@creditease awk]# awk -F "#" '$1~/^B|^C/{print $0}' awk.txt 
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
[root@creditease awk]# awk -F "#" '$1~/^[BC]/{print $0}' awk.txt 
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
[root@creditease awk]# awk -F "#" '$1~/^(B|C)/{print $0}' awk.txt 
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
[root@creditease awk]# awk -F "#" '$1!~/^A/{print $0}' awk.txt 
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321

五、比较表达式

awk是一种编程语言，能够进行更为复杂的判断，当条件为真时，awk就执行相关的action，主要是在针对某一区域做出相关的判断，比如打印成绩在80分以上的，这样就必须对这一个区域作比较判断.

下表列出了awk可以使用的关系运算符，可以用来比较数字字符串，还有正则表达式，当表达式为真的时候，表达式结果为1，否则为0，只有表达式为真，awk才执行相关的action。

awk支持的关系运算符

运算符 含义 示例
< 小于 x>y
<= 小于或等于。 x<=y
== 等于 x==y
!= 不等于 x!=y
>= 大于或等于 x>=y
> 大于 x<y

5.1 比较表达式实例

显示awk.txt的第2 ,3 行

NR //,//

[root@creditease awk]# awk 'NR==2{print $0}NR==3{print $0}' awk.txt 
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
[root@creditease awk]# awk 'NR>=1{print $0}' awk.txt 
ABC#DEF#GHI#GKL$123
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
[root@creditease awk]# awk '/BAC/,/CBA/{print $0}' awk.txt 
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321

第二篇 awk模块、变量与执行

完整awk结构图如下：

一、BEGIN模块

BEGIN模块在awk读取文件之前就执行，BEGIN模式常常被用来修改内置变量ORS，RS，FS，OFS等的值。可以不接任何输入文件

二、awk内置变量（预定义变量）

变量名 属性
$0 当前记录，一整行
$1,$2,$3....$a 当前记录的第n个区域，区域间由FS分隔。
FS 输入区域分隔符，默认是空格。field separator
NF 当前记录中的区域个数，就是有多少列。number of field
NR 已经读出的记录数，就是行号，从1开始。number of record
RS 输入的记录分隔符默认为换行符。record separator
OFS 输出区域分隔符，默认也是空格。output record separator
FNR 当前文件的读入记录号，每个文件重新计算。
FILENAME 当前正在处理的文件的文件名

特别提示：FS RS支持正则表达式

2.1 第一个作用: 定义内置变量

[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{RS="#"}{print $0}' awk.txt 
ABC
DEF
GHI
GKL$123
BAC
DEF
GHI
GKL$213
CBA
DEF
GHI
GKL$321

2.2 第二个作用:打印标识

[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{print "=======start======"}{print $0}' awk.txt 
=======start======
ABC#DEF#GHI#GKL$123
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321

2.3 awk实现计算功能

 [root@creditease files]# awk 'BEGIN{a=8;b=90;print a+b,a-c,a/b,a%b}'
98 8 0.0888889 8

三、END模块

END在awk读取完所有的文件的时候，再执行END模块，一般用来输出一个结果（累加，数组结果）。也可以是和BEGIN模块类似的结尾标识信息。

3.1 第一个作用：打印标识

[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{print "=======start======"}{print $0}END{print "=======end======"}' awk.txt
=======start======
ABC#DEF#GHI#GKL$123
BAC#DEF#GHI#GKL$213
CBA#DEF#GHI#GKL$321
=======end======

3.2 第二个作用：累加

1）统计空行(/etc/services文件)

grep sed awk

[root@creditease awk]# grep "^$" /etc/services  |wc -l
17
[root@creditease awk]# sed -n '/^$/p' /etc/services |wc -l
17
[root@creditease awk]# awk '/^$/' /etc/services |wc -l
17
[root@creditease awk]# awk '/^$/{i=i+1}END{print i}' /etc/services
17

2）算术题

1+2+3......+100=5050，怎么用awk表示？

[root@creditease awk]# seq 100|awk '{i=i+$0}END{print i}'
5050

四、awk详解小结

1、BEGIN和END模块只能有一个，BEGIN{}BEGIN{}或者END{}END{}都是错误的。

2、找谁干啥模块，可以是多个。

五、awk执行过程总结

awk执行过程：

1、命令行的赋值（-F或-V）

2、执行BEGIN模式里面的内容

3、开始读取文件

4、判断条件（模式）是否成立

  • 成立则执行对应动作里面的内容
  • 读取下一行，循环判断
  • 直到读取到最后一个文件的结尾

5、最后执行END模式里面的内容

第三篇：awk数组与语法

一、awk数组

1.1 数组结构

people[police]=110

people[doctor]=120

[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{word[0]="credit";word[1]="easy";print word[0],word[1]}'
credit easy
[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{word[0]="credit";word[1]="easy";for(i in word)print word[i]}'
credit
easy

1.2 数组分类

索 引数组：以数字为下标
关联数组：以字符串为下标

1.3 awk关联数组

现有如下文本，格式如下：即左边是随机字母，右边是随机数字, 即将相同的字母后面的数字加在一起，按字母的顺序输出

a  1
b  3
c  2
d  7
b  5
a  3 
g  2
f  6

以$1为下标，创建数组a[$1]=a[$1]+$2（a[$1]+=$2）然后配合END和for循环输出结果：

[root@creditease awk]# awk '{a[$1]=a[$1]+$2}END{for(i in a)print i,a[i]}' jia.txt 
a 4
b 8
c 2
d 7
f 6
g 2
注意：for(i in a) 循环的顺序不是按照文本内容的顺序来处理的，排序可以在命令后加sort排序

1.4 awk索引数组

以数字为下标的数组 seq生成1-10的数字，要求只显示计数行

[root@creditease awk]# seq 10|awk '{a[NR]=$0}END{for(i=1;i<=NR;i+=2){print a[i]}}'
1
3
5
7
9

seq生成1-10的数字，要求不显示文件的后3行

[root@creditease awk]# seq 10|awk '{a[NR]=$0}END{for(i=1;i<=NR-3;i++){print a[i]}}'
1
2
3
4
5
6
7
解析：改变i的范围即可，多用于不显示文件的后几行

1.5 awk数组实战去重

a++ 和 ++a

[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{print a++}'
0
[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{print ++a}'
1
[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{a=1;b=a++;print a,b}'
2 1
[root@creditease awk]# awk 'BEGIN{a=1;b=++a;print a,b}'
2 2

注：

都是 b = a+1

b=a++ 先把 a 的值赋予b，然后 a + 1

b=++a 先执行a+1,然后把a的值赋予b

对一下文本进行去重处理 针对第二列去重

[root@creditease awk]# cat qc.txt 
2018/10/20   xiaoli     13373305025
2018/10/25   xiaowang   17712215986
2018/11/01   xiaoliu    18615517895 
2018/11/12   xiaoli     13373305025
2018/11/19   xiaozhao   15512013263
2018/11/26   xiaoliu    18615517895
2018/12/01   xiaoma     16965564525
2018/12/09   xiaowang   17712215986
2018/11/24   xiaozhao   15512013263

解法一：
[root@creditease awk]# awk '!a[$2]++' qc.txt 
2018/10/20   xiaoli     13373305025
2018/10/25   xiaowang   17712215986
2018/11/01   xiaoliu    18615517895 
2018/11/19   xiaozhao   15512013263
2018/12/01   xiaoma     16965564525
解析：
!a[$3]++是模式（条件），命令也可写成awk '!
a[$3]=a[$3]+1{print $0}' qc.txt
a[$3]++ ，“++”在后，先取值后加一
!a[$3]=a[$3]+1：是先取a[$3]的值，比较“！a[$3]”是否符合条件(条件非0)，后加1
注意：此方法去重后的结果显示的是文本开头开始的所有不重复的行
解法二：
[root@creditease awk]# awk '++a[$2]==1' qc.txt 
2018/10/20   xiaoli     13373305025
2018/10/25   xiaowang   17712215986
2018/11/01   xiaoliu    18615517895 
2018/11/19   xiaozhao   15512013263
2018/12/01   xiaoma     16965564525
解析：
++a[$3]==1是模式（条件），也可写成a[$3]=a[$3]+1==1即只有当条件（a[$3]+1的结果）为1的时候才打印出内容
++a[$3] ，“++”在前，先加一后取值
++a[$3]==1：是先加1，后取a[$3]的值，比较“++a[$3]”是否符合条件（值为1）
注意：此方法去重后的结果显示的是文本开头开始的所有不重复的行
解法三：
[root@creditease awk]# awk '{a[$2]=$0}END{for(i in a){print a[i]}}' qc.txt
2018/11/12   xiaoli     13373305025
2018/11/26   xiaoliu    18615517895
2018/12/01   xiaoma     16965564525
2018/12/09   xiaowang   17712215986
2018/11/24   xiaozhao   15512013263

解析：
注意此方法去重后的结果显示的是文本结尾开始的所有不重复的行

1.6 awk处理多个文件（数组、NR、FNR）

使用awk取file.txt的第一列和file1.txt的第二列然后重定向到一个新文件new.txt中

[root@creditease awk]# cat file1.txt 
a b
c d
e f
g h
i j
[root@creditease awk]# cat file2.txt 
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
[root@creditease awk]# awk 'NR==FNR{a[FNR]=$1}NR!=FNR{print a[FNR],$2}' file1.txt file2.txt 
a 2
c 4
e 6
g 8
i 10
解析：NR==FNR处理的是第一个文件，NR!=FNR处理的是第二个文件.
注意：当两个文件NR(行数)不同的时候，需要把行数多的放前边.
解决方法：把行数多的文件放前边，行数少的文件放后边.
把输出的结果放入一个新文件new.txt中：
[root@creditease awk]# awk 'NR==FNR{a[FNR]=$1}NR!=FNR{print a[FNR],$2>"new.txt"}' file1.txt file2.txt 
[root@creditease awk]# cat new.txt 
a 2
c 4
e 6
g 8
i 10

1.7 awk分析日志文件，统计访问网站的个数

[root@creditease awk]# cat url.txt 
http://www.baidu.com
http://mp4.video.cn
http://www.qq.com
http://www.listeneasy.com
http://mp3.music.com
http://www.qq.com
http://www.qq.com
http://www.listeneasy.com
http://www.listeneasy.com
http://mp4.video.cn
http://mp3.music.com
http://www.baidu.com
http://www.baidu.com
http://www.baidu.com
http://www.baidu.com
[root@creditease awk]# awk -F "[/]+" '{h[$2]++}END{for(i in h) print i,h[i]}' url.txt
www.qq.com 3
www.baidu.com 5
mp4.video.cn 2
mp3.music.com 2
www.crediteasy.com 3

二、awk简单语法

2.1 函数sub gsub

替换功能

格式：sub(r, s ,目标) gsub(r, s ,目标)

[root@creditease awk]# cat sub.txt 
ABC DEF AHI GKL$123
BAC DEF AHI GKL$213
CBA DEF GHI GKL$321
[root@creditease awk]# awk '{sub(/A/,"a");print $0}' sub.txt 
aBC DEF AHI GKL$123
BaC DEF AHI GKL$213
CBa DEF GHI GKL$321
[root@creditease awk]# awk '{gsub(/A/,"a");print $0}' sub.txt 
aBC DEF aHI GKL$123
BaC DEF aHI GKL$213
CBa DEF GHI GKL$321
注：sub只会替换行内匹配的第一次内容；相当于sed ‘s###’
	gsub 会替换行内匹配的所有内容；相当于sed ‘s###g’
[root@creditease awk]# awk '{sub(/A/,"a",$1);print $0}' sub.txt 
aBC DEF AHI GKL$123
BaC DEF AHI GKL$213
CBa DEF GHI GKL$321

练习：

0001|20081223efskjfdj|EREADFASDLKJCV
0002|20081208djfksdaa|JDKFJALSDJFsddf
0003|20081208efskjfdj|EREADFASDLKJCV
0004|20081211djfksdaa1234|JDKFJALSDJFsddf
以'|'为分隔， 现要将第二个域字母前的数字去掉，其他地方都不变， 输出为：
0001|efskjfdj|EREADFASDLKJCV
0002|djfksdaa|JDKFJALSDJFsddf
0003|efskjfdj|EREADFASDLKJCV
0004|djfksdaa1234|JDKFJALSDJFsddf

方法：
awk -F '|'  'BEGIN{OFS="|"}{sub(/[0-9]+/,"",$2);print $0}' sub_hm.txt
awk -F '|'  -v OFS="|" '{sub(/[0-9]+/,"",$2);print $0}' sub_hm.txt

2.2 if和slse的用法

内容：

AA

BC

AA

CB

CC

AA

结果：

AA YES

BC NO YES

AA YES

CB NO YES

CC NO YES

AA YES

1) [root@creditease awk]# awk '{if($0~/AA/){print $0" YES"}else{print $0" NO YES"}}' ifelse.txt 
AA YES
BC NO YES
AA YES
CB NO YES
CC NO YES
AA YES
解析：使用if和else，if $0匹配到AA，则打印$0 "YES"，else反之打印$0 " NO YES"。
2）[root@creditease awk]# awk '$0~/AA/{print $0" YES"}$0!~/AA/{print $0" NO YES"}' ifelse.txt 
AA YES
BC NO YES
AA YES
CB NO YES
CC NO YES
AA YES
解析：使用正则匹配，当$0匹配AA时，打印出YES，反之，打印出“NO YES”

2.3 next用法

如上题，用next来实现

next ：跳过它后边的所有代码

 [root@creditease awk]# awk '$0~/AA/{print $0" YES";next}{print $0" NO YES"}' ifelse.txt 
AA YES
BC NO YES
AA YES
CB NO YES
CC NO YES
AA YES
解析：
{print $0" NO YES"}：此动作是默认执行的，当前边的$0~/AA/匹配，就会执行{print $0" YES";next}
因为action中有next，所以会跳过后边的action。
如果符合$0~/AA/则打印YES ，遇到next后，后边的动作不执行；如果不符合$0~/AA/，会执行next后边的动作；
next前边的（模式匹配），后边的就不执行，前边的不执行（模式不匹配），后边的就执行。

2.4 printf不换行输出以及next用法

printf ：打印后不换行

如下文本，如果 Description：之后为空，将其后一行内容并入此行。

Packages: Hello-1
Owner: me me me me
Other: who care?
Description:
Hello world!
Other2: don't care
想要结果：
Packages: Hello-1
Owner: me me me me
Other: who care?
Description: Hello world!
Origial-Owner: me me me me
Other2: don't care
1）[root@creditease awk]# awk '/^Desc.*:$/{printf $0}!/Desc.*:$/{print $0}' printf.txt 
Packages: Hello-1
Owner: me me me me
Other: who care?
Description:Hello world!
Other2: don't care
解析：使用正则匹配，匹配到'/^Desc.*:$/，就使用printf打印（不换行），不匹配的打印出整行。
2）使用if和else实现
[root@creditease awk]# awk '{if(/Des.*:$/){printf $0}else{print $0}}' printf.txt 
Packages: Hello-1
Owner: me me me me
Other: who care?
Description:Hello world!
Other2: don't care
3）使用next实现
[root@creditease awk]# awk '/Desc.*:$/{printf $0;next}{print $0}' printf.txt 
Packages: Hello-1
Owner: me me me me
Other: who care?
Description:Hello world!
Other2: don't care
注：可简写成awk '/Desc.*:$/{printf $0;next}1'
printf.txt  ## 1是pattern（模式），默认action（动作）是{print $0}

2.5 去重后计数按要求重定向到指定文件

文本如下，要求计算出每项重复的个数，然后把重复次数大于2的放入gt2.txt文件中，把重复次数小于等于2的放入le2.txt文件中

[root@creditease files]# cat qcjs.txt 
aaa
bbb
ccc
aaa
ddd
bbb
rrr
ttt
ccc
eee
ddd
rrr
bbb
rrr
bbb
[root@creditease awk]# awk '{a[$1]++}END{for(i in a){if(a[i]>2){print i,a[i]>"gt2.txt"}else{print i,a[i]>"le2.txt"}}}' qcjs.txt 
[root@creditease awk]# cat gt2.txt 
rrr 3
bbb 4
[root@creditease awk]# cat le2.txt 
aaa 2
ccc 2
eee 1
ttt 1
ddd 2
解析：{print },或括号中打印后可直接重定向到一个新文件，文件名用双引号引起来。如: {print $1 >"xin.txt"}

三、awk需注意事项

a)NR==FNR ##不能写成NR=FNR（=在awk中是赋值的意思）

b)NR!=FNR ##NR不等于FNR

c){a=1;a[NR]} 这样会报错：同一条命令中变量和数组名不能重复 d)printf 输出的时候不换行

e){print },或括号中打印后可直接重定向到一个新文件，文件名用双引号引起来。如: {print $1 >"xin.txt"}

f)当模式（条件）是0的时候，后边的动作不执行，！0的时候后边动作才执行。

作者：秦伟

来源：宜信技术学院

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消息队列的消费语义和投递语义

引言 所谓的消费语义，指的就是如下三种情况 如何保证消息最多消费一次 如何保证消息至少消费一次 如何保证消息恰好消费一次 其实类似还有一个投递语义 如何保证消息最多投递一次 如何保证消息至少投递一次 如何保证消息恰好投递一次 说句实在话，其实还是老问题，只是换了一种问法！ OK,开始我们的正文 正文 我们先做如下约定 Producer代表生产者 Consumer代表消费者 Message Queue代表消息队列 投递语义 我们先从投递语义开始讲起，因为要先把这个概念讲明白了，才能讲消费语义。恰巧，kafka实现了这三种语义，我们以kafka来说明。 如何保证消息最多投递一次? 简单，就是我已经投出去了，收没收到不管了，会存在消息丢失。 我们在初始化Producer时可以通过配置request.required.acks不同的值,来实现不同的发送模式。 这里将request.required.acks设为0，意思就是Producer不等待Leader确认，只管发出即可；最可能丢失消息。如果丢了消息，就是投递0次。如果没丢，就是投递1次。符合最多投递一次的含义。 如何保证消息至少投递一次?...
2019-06-19
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