AntPathMatcher路径匹配器，Ant风格的URL
AntPathMatcher路径匹配器，Ant风格的URL
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前言
你好，我是YourBatman。
- @RequestMapping的URL是支持Ant风格的
- @ComponentScan的扫描包路径是支持Ant风格的
- @PropertySource导入资源是支持Ant分隔的（如：classpath:app-*.properties）
- …
在描述路径时有个常见叫法：Ant风格的URL。那么到底什么是Ant风格？关于这个概念，我特地的谷歌一下、百度一下、bing一下，无一所获（没有一个确切的定义），难道这个盛行的概念真的只能意会吗？
直到我在Spring中AntPathMatcher的描述中看到一句话：这是从Apache Ant借用的一个概念。 “年轻”的朋友可能从没用过甚至没听过Ant，它是一个构建工具，在2010年之前发挥着大作用，但之后逐渐被Maven/Gradle取代，现已几乎销声匿迹。虽然Ant“已死”，但Ant风格似乎要千古。借助Spring强大的号召力，该概念似乎已是规范一样的存在，大家在不成文的约定着、交流着、书写着。
那么，既然Ant风格贯穿于开发的方方面面，怀着一知半解的态度使用着实为不好。今天咱们就深入聊聊，进行全方位的讲解。
所属专栏
本文提纲
版本约定
- JDK：8
- Spring Framework：5.3.x
正文
在Spring 5之前，Spring技术栈体系内几乎所有的Ant风格均由AntPathMatcher提供支持。
PathMatcher路径匹配器
PathMatcher是抽象接口，该接口抽象出了路径匹配器的概念，用于对path路径进行匹配。它提供如下方法：
细节：PathMatcher所在的包为
org.springframework.util.PathMatcher，属于spring-core核心模块，表示它可运用在任意模块，not only for web。
// Since: 1.2
public interface PathMatcher {
boolean isPattern(String path);
boolean match(String pattern, String path);
boolean matchStart(String pattern, String path);
String extractPathWithinPattern(String pattern, String path);
Map<String, String> extractUriTemplateVariables(String pattern, String path);
Comparator<String> getPatternComparator(String path);
String combine(String pattern1, String pattern2);
}一个路径匹配器提供这些方法在情理之中，这些方法见名知意理解起来也不难，下面稍作解释：
- boolean isPattern(String path)：判断path是否是一个模式字符串（一般含有指定风格的特殊通配符就算是模式了）
- boolean match(String pattern, String path)：最重要的方法。判断path和模式pattern是否匹配（注意：二者都是字符串，传值不要传反了哈）
- boolean matchStart(String pattern, String path)：判断path是否和模式pattern前缀匹配（前缀匹配：path的前缀匹配上patter了即可，当然全部匹配也是可以的）
- String extractPathWithinPattern(String pattern, String path)：返回和pattern模式真正匹配上的那部分字符串。举例：
/api/yourbatman/*.html为pattern，/api/yourbatman/form.html为path，那么该方法返回结果为form.html（注意：返回结果永远不为null，可能是空串） - Map<String, String> extractUriTemplateVariables(String pattern, String path)：提取path中模板变量。举例：
/api/yourbatman/{age}为pattern，/api/yourbatman/18为path，那么该方法返回结果为Map值为{"age" : 18} - Comparator getPatternComparator(String path)：路径比较器，用于排序确定优先级高低
- String combine(String pattern1, String pattern2)：合并两个pattern模式，组合算法由具体实现自由决定
该接口规定了作为路径匹配器一些必要的方法，同时也开放了一些行为策略如getPatternComparator、combine等由实现类自行决定。或许你还觉得这里某些方法有点抽象，那么下面就开始实战。
正则表达式 vs Ant风格
正则表达式(regular expression)：描述了一种字符串匹配的模式（pattern），可以用来检查一个串是否含有某种子串、将匹配的子串替换或者从某个串中取出符合某个条件的子串等。
正则表达式是由普通字符（例如字符a到z）以及特殊字符（又称"元字符"）组成的文字模式。重点是它的元字符，举例说明：
?：匹配前面的子表达式零次或一次*：匹配前面的子表达式零次或多次+：匹配前面的子表达式一次或多次.：匹配除换行符 \n 之外的任何单字符- …
正则表达式几乎所有编程语言都支持的通用模式，具有普适性（适用于任意字符串的匹配）、功能非常强大等特点。除此之外正则表达式还有“重”、“难”等特点，具有一定上手门槛、高并发情况下执行效率低也都是它摆脱不了的“特性”。
Ant风格（Ant Style）：该风格源自Apache的Ant项目，若你是个“老”程序员或许你还用过Apache Ant，若你是个小鲜肉也许闻所未闻，毕竟现在是Maven（Gradle）的天下。
Ant风格简单的讲，它是一种精简的匹配模式，仅用于匹配路径or目录。使用大家熟悉的（这点很关键）的通配符：
通配符 | 说明 |
|---|---|
? | 匹配任意单字符 |
* | 匹配任意数量的字符 |
** | 匹配任意层级的路径/目录 |
看到没，这才比较符合咱们的习惯：*代表任意通配符才是正解嘛，而不是像正则一样代表匹配的数量来得让人“费解”。
**直接用于目录级别的匹配，可谓对URL这种字符串非常友好
最佳实践场景
正则表达式具有功能非常强大的特性，从理论上来讲，它可以用于任何场景，但是有些场景它并非最佳实践。
举个例子：在自定义的登录过滤器中，经常会放行一些API接口让免登录即可访问，这是典型的URL白名单场景，这个时候就会涉及到URL的匹配方式问题，一般会有如下方案：
- 精确匹配：
url.equals("/api/v1/yourbatman/adress")。缺点：硬编码式一个个罗列，易造成错误且不好维护 - 前缀匹配：
url.startsWith("/api/v1/yourbatman")。这也算一种匹配模式，可以批量处理某一类URL。缺点是：匹配范围过大易造成误伤，或者范围过小无法形成有效匹配，总之就是欠缺灵活度 - 包含匹配：
url.contains("/yourbatman")。这个缺点比较明显：强依赖于URL的书写规范（如白名单的URL都必须包含指定子串），并且极易造成误伤 - 正则表达式匹配：
Pattern.compile("正则表达式")..matcher(url).find()。它的最大优点是可以满足几乎任意的URL（包括精确、模式等），但最大的缺点是书写比较复杂，用时多少这和coder的水平强相关，另外这对后期维护也带来了一定挑战~
经常会听到这样一句话：“通过正则表达式或者Ant风格的路径表达式来做URL匹配”。正所谓“杀鸡何必用牛刀”，URL相较于普通的字符串具有很强的规律性：标准的分段式。因此，使用轻量级Ant风格表达式作为URL的匹配模式更为合适：
- 轻量级执行效率高
- 通配符（模式）符合正常理解，使用门槛非常低
*和**对层级路径/目录的支持感觉就是为此而生的
- 对于复杂场景亦可包含正常表达式来达到通用性
总的来讲，所谓为谁更好。Ant风格和正则表达式都有它们场景的最佳实践：
- Ant风格：用于URL/目录这种标准分段式路径匹配
- 正则表达式：用于几乎没规律（或者规律性不强）的普通字符串匹配
AntPathMatcher：基于Ant风格的路径匹配器
PathMatcher接口并未规定路径匹配的具体方式，在Spring的整个技术栈里（包括Spring Boot和Cloud）有且仅有一个实现类AntPathMatcher：基于Ant风格的路径匹配器。它运用在Spring技术栈的方方面面，如：URL路径匹配、资源目录匹配等等。
这里有个有趣的现象：AntPathMatcher是Since:16.07.2003，而其接口PathMatcher是Since:1.2（2005.12）整整晚了2年+才出现。Spring当初的设想是把路径匹配抽象成为一种模式（也就是PathMatcher）而不限定具体实现，但奈何近20年过去了AntPathMatcher仍旧为PathMatcher接口的唯一实现。
说明：Spring 5新增了更高效的、设计更好的、全新的路径匹配器
PathPattern，但它并未实现PathMatcher接口而是一套全新“生态”，用于逐步替换掉AntPathMatcher。关于此，下篇文章有详尽分析
说一千，道一万。了解PathMatcher/AntPathMatcher最为重要的是什么？当然是了解它的匹配规则，做到心里有数。安排，下面我就通过代码示例方式演示其匹配，尽量做到全乎，让你一文在手全部都有。
代码演示Path匹配规则
要什么记忆，有这些代码示例收藏起来就足够了。
在具体代码示例之前，公示所有示例的公有代码如下：
private static final PathMatcher MATCHER = new AntPathMatcher();使用缺省的 AntPathMatcher实例，并且API的使用全部面向PathMatcher接口而非具体实现类。
private static void match(int index, PathMatcher matcher, String pattern, String reqPath) {
boolean match = matcher.match(pattern, reqPath);
System.out.println(index + "\tmatch结果：" + pattern + "\t" + (match ? "【成功】" : "【失败】") + "\t" + reqPath);
}
private static void extractUriTemplateVariables(PathMatcher matcher, String pattern, String reqPath) {
Map<String, String> variablesMap = matcher.extractUriTemplateVariables(pattern, reqPath);
System.out.println("extractUriTemplateVariables结果：" + variablesMap + "\t" + pattern + "\t" + reqPath);
}对PathMatcher最常用的match方法、extractUriTemplateVariables方法做简易封装，主要为了输出日志，方便控制台里对应着查看。
?：匹配任意单字符
因为是匹配单字符，所以一般“夹杂”在某个path片段内容中间
@Test
public void test1() {
System.out.println("=======测试?：匹配任意单个字符=======");
String pattern = "/api/your?atman";
match(MATCHER, pattern, "/api/youratman");
match(MATCHER, pattern, "/api/yourBatman");
match(MATCHER, pattern, "/api/yourBatman/address");
match(MATCHER, pattern, "/api/yourBBBatman");
}
=======匹配任意单字符=======
1 match结果：/api/your?atman 【失败】 /api/youratman
2 match结果：/api/your?atman 【成功】 /api/yourBatman
3 match结果：/api/your?atman 【失败】 /api/yourBatman/address
4 match结果：/api/your?atman 【失败】 /api/yourBBBatman关注点：
- ?表示匹配精确的1个字符，所以0个不行（如结果1）
- 即使?匹配成功，但“多余”部分和pattern并不匹配最终结果也会是false（如结果3,4）
*：匹配任意数量的字符
因为是匹配任意数量的字符，所以一般使用*来代表URL的一个层级
@Test
public void test2() {
System.out.println("=======*:匹配任意数量的字符=======");
String pattern = "/api/*/yourbatman";
match(1, MATCHER, pattern, "/api//yourbatman");
match(2, MATCHER, pattern, "/api/ /yourbatman");
match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman");
match(3, MATCHER, pattern, "/api/v1v2v3/yourbatman");
}
=======*:匹配任意数量的字符=======
1 match结果：/api/*/yourbatman 【失败】 /api//yourbatman
2 match结果：/api/*/yourbatman 【成功】 /api/ /yourbatman
3 match结果：/api/*/yourbatman 【失败】 /api/yourbatman
4 match结果：/api/*/yourbatman 【成功】 /api/v1v2v3/yourbatman关注点：
- 路径的//间必须有内容（即使是个空串）才能被*匹配到
- *只能匹配具体某一层的路径内容
**：匹配任意层级的路径/目录
匹配任意层级的路径/目录，这对URL这种类型字符串及其友好。
@Test
public void test3() {
System.out.println("=======**:匹配任意层级的路径/目录=======");
String pattern = "/api/yourbatman/**";
match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman");
match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/");
match(3, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/address");
match(4, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/a/b/c");
}
=======**:匹配任意层级的路径/目录=======
1 match结果：/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman
2 match结果：/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman/
3 match结果：/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman/address
4 match结果：/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman/a/b/c**其实不仅可以放在末尾，还可放在中间。
@Test
public void test4() {
System.out.println("=======**:匹配任意层级的路径/目录=======");
String pattern = "/api/**/yourbatman";
match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman");
match(2, MATCHER, pattern, "/api//yourbatman");
match(3, MATCHER, pattern, "/api/a/b/c/yourbatman");
}
=======**:匹配任意层级的路径/目录=======
1 match结果：/api/**/yourbatman 【成功】 /api/yourbatman
2 match结果：/api/**/yourbatman 【成功】 /api//yourbatman
3 match结果：/api/**/yourbatman 【成功】 /api/a/b/c/yourbatman关注点：
- **的匹配“能力”非常的强，几乎可以匹配一切：任意层级、任意层级里的任意“东西”
- **在AntPathMatcher里即可使用在路径中间，也可用在末尾
{pathVariable:正则表达式(可选)}
该语法的匹配规则为：将匹配到的path内容赋值给pathVariable。
@Test
public void test5() {
System.out.println("======={pathVariable:可选的正则表达式}=======");
String pattern = "/api/yourbatman/{age}";
match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10");
match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten");
// 打印提取到的内容
extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10");
extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten");
}
======={pathVariable:可选的正则表达式}=======
1 match结果：/api/yourbatman/{age} 【成功】 /api/yourbatman/10
2 match结果：/api/yourbatman/{age} 【成功】 /api/yourbatman/Ten
extractUriTemplateVariables结果：{age=10} /api/yourbatman/{age} /api/yourbatman/10
extractUriTemplateVariables结果：{age=Ten} /api/yourbatman/{age} /api/yourbatman/Ten熟不熟悉？一不小心，这不碰到了Spring-Web中
@PathVariable的底层原理（之一）么？
可能你能察觉到，age是int类型，不应该匹配到Ten这个值呀。这个时候我们就可以结合正则表达式来做进一步约束啦。
@Test
public void test6() {
System.out.println("======={pathVariable:可选的正则表达式}=======");
String pattern = "/api/yourbatman/{age:[0-9]*}";
match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10");
match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten");
// 打印提取到的内容
extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10");
extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten");
}
======={pathVariable:可选的正则表达式}=======
1 match结果：/api/yourbatman/{age:[0-9]*} 【成功】 /api/yourbatman/10
2 match结果：/api/yourbatman/{age:[0-9]*} 【失败】 /api/yourbatman/Ten
extractUriTemplateVariables结果：{age=10} /api/yourbatman/{age:[0-9]*} /api/yourbatman/10
java.lang.IllegalStateException: Pattern "/api/yourbatman/{age:[0-9]*}" is not a match for "/api/yourbatman/Ten"关注点：
- 该匹配方式可以结合正则表达式一起使用对具体值做约束，但正则表示式是可选的
- 只有匹配成功了，才能调用
extractUriTemplateVariables(...)方法，否则抛出异常
路径匹配注意事项
请确保模式和路径都属于同一种类型的路径才有匹配的意义：要么都是绝对路径，要么都是相对路径。当前，强烈建议是绝对路径（以/开头）。
在实操中，建议在调用匹配逻辑之前统一对path路径进行“清理”（如Spring提供的StringUtils#cleanPath方法的做法）：使得确保其均以/开头，因为这样在其上下文中匹配才是有意义的。
其它接口方法
对于路径匹配器接口PathMatcher来讲最最最重要的当属match方法。为了雨露均沾，下面对其它几个方法捎带解释以及用代码示例一波。
isPattern()方法
@Test
public void test7() {
System.out.println("=======isPattern方法=======");
System.out.println(MATCHER.isPattern("/api/yourbatman"));
System.out.println(MATCHER.isPattern("/api/your?atman"));
System.out.println(MATCHER.isPattern("/api/*/yourBatman"));
System.out.println(MATCHER.isPattern("/api/yourBatman/**"));
}
false
true
true
true关注点：
- 只要含有
? * ** {xxx}这种特殊字符的字符串都属于模式
matchStart()方法
它和match方法非常像，区别为：
- match：要求全路径完全匹配
- matchStart：模式部分匹配上，然后其它部分（若还有）是空路径即可
@Test
public void test8() {
System.out.println("=======matchStart方法=======");
String pattern = "/api/?";
System.out.println("match方法结果：" + MATCHER.match(pattern, "/api/y"));
System.out.println("match方法结果：" + MATCHER.match(pattern, "/api//"));
System.out.println("match方法结果：" + MATCHER.match(pattern, "/api"));
System.out.println("matchStart方法结果：" + MATCHER.matchStart(pattern, "/api//"));
System.out.println("matchStart方法结果：" + MATCHER.matchStart(pattern, "/api"));
System.out.println("matchStart方法结果：" + MATCHER.matchStart(pattern, "/api///a/"));
}
=======matchStart方法=======
match方法结果：true
match方法结果：false
match方法结果：false
matchStart方法结果：true
matchStart方法结果：true
matchStart方法结果：false关注点：
- 请对比结果，看出和match方法的差异性
matchStart方法的使用场景少之又少，即使在代码量巨大的Spring体系中，也只有唯一使用处：PathMatchingResourcePatternResolver#doRetrieveMatchingFiles
extractPathWithinPattern()方法
该方法通过一个实际的模式来确定路径的哪个部分是动态匹配的，换句话讲：该方法用户提取出动态匹配的那部分
说明：该方法永远不可能返回null
@Test
public void test9() {
System.out.println("=======extractPathWithinPattern方法=======");
String pattern = "/api/*.html";
System.out.println("是否匹配成功：" + MATCHER.match(pattern, "/api/yourbatman/address")
+ "，提取结果：" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/yourbatman/address"));
System.out.println("是否匹配成功：" + MATCHER.match(pattern, "/api/index.html")
+ "，提取结果：" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/index.html"));
}
=======extractPathWithinPattern方法=======
是否匹配成功：false，提起结果：yourbatman/address
是否匹配成功：true，提起结果：index.html关注点：
- 该方法和extractUriTemplateVariables()不一样，即使匹配不成功也能够返回参与匹配的那部分，有种“重在参与”的赶脚
下面再看个复杂点pattern情况（pattern里具有多个模式）表现如何：
@Test
public void test10() {
System.out.println("=======extractPathWithinPattern方法=======");
String pattern = "/api/**/yourbatman/*.html/temp";
System.out.println("是否匹配成功：" + MATCHER.match(pattern, "/api/yourbatman/address")
+ "，提取结果：" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/yourbatman/address"));
System.out.println("是否匹配成功：" + MATCHER.match(pattern, "/api/yourbatman/index.html/temp")
+ "，提取结果：" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/yourbatman/index.html/temp"));
}
=======extractPathWithinPattern方法=======
是否匹配成功：false，提取结果：yourbatman/address
是否匹配成功：true，提取结果：yourbatman/index.html/temp关注点：
- 该方法会返回所有参与匹配的片段，即使这匹配不成功
- 若有多个模式（如本例中的**和*），返回的片段不会出现跳跃现象（只截掉前面的非pattern匹配部分，中间若出现非pattern匹配部分是不动的）
getPatternComparator()方法
此方法用于返回一个Comparator<String>比较器，用于对多个path之间进行排序。目的：让更具体的 path出现在最前面，也就是所谓的精确匹配优先原则（也叫最长匹配规则（has more characters））。
@Test
public void test11() {
System.out.println("=======getPatternComparator方法=======");
List<String> patterns = Arrays.asList(
"/api/**/index.html",
"/api/yourbatman/*.html",
"/api/**/*.html",
"/api/yourbatman/index.html"
);
System.out.println("排序前：" + patterns);
Comparator<String> patternComparator = MATCHER.getPatternComparator("/api/yourbatman/index.html");
Collections.sort(patterns, patternComparator);
System.out.println("排序后：" + patterns);
}
=======getPatternComparator方法=======
排序前：[/api/**/index.html, /api/yourbatman/*.html, /api/**/*.html, /api/yourbatman/index.html]
排序后：[/api/yourbatman/index.html, /api/yourbatman/*.html, /api/**/index.html, /api/**/*.html]关注点：
- 该方法拥有一个入参，作用为：用于判断是否是精确匹配，也就是用于确定精确值的界限的（根据此界限值进行排序）
- 越精确的匹配在越前面。其中路径的匹配原则是从左至右（也就是说左边越早出现精确匹配，分值越高）
combine()方法
将两个方法“绑定”在一起。PathMatcher接口并未规定绑定的“规则”，完全由底层实现自行决定。如基于Ant风格的匹配器的拼接原则如下：
记得@RequestMapping这个注解吧，它既可以标注在类上，亦可标注在方法上。把Pattern1比作标注在类上的path（若木有标注值就是null嘛），把Pattern2比作标注在方法上的path，它俩的结果不就可以参考上图了麽。一不小心又加深了点对@RequestMapping注解的了解有木有。
使用细节
AntPathMatcher作为PathMatcher路径匹配器模式的唯一实现，这里有些使用细节可以帮你加深对AntPathMatcher的了解。
一些默认值
默认决定了AntPathMatcher的一些缺省行为，了解一下：
public static final String DEFAULT_PATH_SEPARATOR = "/";默认使用/作为路径分隔符。若是请求路径（如http、RPC请求等）或者是Linux的目录名，一切相安无事。但若是Windows的目录地址呢？
说明：windows目录分隔符是
\，如C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\7-Zip
private static final Pattern VARIABLE_PATTERN = Pattern.compile("\\{[^/]+?}");当路径/目录里出现{xxx:正则表达式}这种模式的字符串就被认定为是VARIABLE_PATTERN
private static final char[] WILDCARD_CHARS = {'*', '?', '{'};不解释
原理
AntPathMatcher采用前缀树（trie树） 算法对URL进行拆分、匹配。本类代码量还是不少的，整体呈现出比较臃肿的状态，代码行数达到了近1000行：
或许可以对它进行关注点的拆分，但这似乎已无必要。因为Spring 5已新增的PathPattern能以更高的运行效率、更优雅的代码设计来替代扎根已久的AntPathMatcher，不知这是否能勾起你对PathPattern兴趣呢？
说明：这里对原理实现点到即止，对前缀树（trie树） 感兴趣的同学可专门研究，至少我也只了解个大概即止，这里就不班门弄斧了
应用场景
AntPathMatcher作为PathMatcher的唯一实现，所以Spring框架的逻辑处理里随处可见：
说明：AntPathMatcher默认使用
/作为分隔符。你可根据实际情况在构造时自行指定分隔符（如windows是\，Lunux是/，包名是.）
在应用层面，Ant风格的URL、目录地址、包名地址也是随处可见：
- 扫包：@ComponentScan(basePackages = “cn.yourbatman.**.controller”)
- 加载资源：classpath: config/application-*.yaml
- URL映射：@RequestMapping("/api/v1/user/{id}")
- …
PathMatcher路径匹配器是spring-core核心包的一个基础组件，它带来的能力让Spring框架在路径/目录匹配上极具弹性，使用起来也是非常的方便。
再次强调：PathMatcher它属于spring-core，所以not only for web.
总结
Ant风格虽然概念源自Apache Ant，但是借由Spring“发扬光大”。在整个Spring体系内，涉及到的URL匹配、资源路径匹配、包名匹配均是支持Ant风格的，底层由接口PathMatcher的唯一实现类AntPathMatcher提供实现。
AntPathMatcher不仅可以匹配Spring的@RequestMapping路径，也可以用来匹配各种字符串，包括文件资源路径、包名等等。由于它所处的模块是spring-core无其它多余依赖，因此若有需要（比如自己在写框架时）我们也可以把它当做工具来使用，简化开发。
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System.out.println("点个赞吧");
echo('关注【BAT的乌托邦】');
console.log("私聊YourBatman：fsx1056342982");我是YourBatman：一个早在2013年就已毕业的大龄程序员。网瘾失足、清考、延期毕业、房产中介、送外卖、销售…是我不可抹灭的标签。