Spring cloud alibaba--Seata分布式事务

目录

1.Seata是什么

1.1seata的三大角色

1.2分布式事务理论基础

 1.3AT模式（auto transcation）

 1.4TCC模式（Try Confirm Cancel）

2.Seata的AT模式

 3.Seata快速开始

3.1db存储模式+Nacos（注册&配置中心）部署

 4.Seata Client快速开始

4.1创建一个订单系统工程

4.2创建一个库存系统工程

4.3启动系统，访问接口，测试数据

4.4@Transactional事务，系统执行异常

4.5搭建Seata客户端

4.6Seata运行原理

---

1.Seata是什么

Seate是一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。Seate将为用户提供了AT、TCC、SAGA和XA事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。AT模式是阿里首推的模式。

1.1seata的三大角色

TC(Transaction Coordinator)-事务协调者：维护全局和分支事务的状态，驱动全局事务提交或回滚

TM(Transaction Manager）-事务管理者：定义全局事务的范围，开始全局事务，提交或回滚全局事务。

RM(Resource Manager）-资源管理器：管理分支事务处理的资源，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务提交或回滚。

其中TC是单独部署的Service服务端，TM和RM是嵌入到应用中的Client客户端。

1.2分布式事务理论基础

解决分布式事务，也有相应的规范和协议。分布式事务相关的协议有2PC、3PC。目前绝大多数分布式事务解决方案都是以两阶段提交协议2PC为基础的。

2PC两阶段提交协议：分为两个阶段，Prepare和Commit

Prepare：提交事务请求

基本流程如下：

（1）询问：协调者向所有参与者发送事务请求，询问是否可执行事务操作，然后等待各个参与者响应。

（2）执行：各个参与者接收到协调者事务请求后，执行事务操作（例如更新一个关系型数据库表的记录），并将Undo和Redo信息记录事务日志中。

（3）响应 ：如果参与者成功执行了事务并写入Undo和Redo信息，则向协调者返回YES响应，否则返回NO响应。当然，餐椅这也可能宕机，从而不会返回响应

Commit：执行事务提交

基本流程：

 （1）commit请求：协调者向所有参与者发送Commit请求。

（2）事务提交：参与者收到Commit请求后，执行事务提交，提交完成后释放事务执行期占用的所有资源。

（3）返回结果：参与制执行事务提交后向协调者发送Ack响应。

（4）完成事务：接收大奥所有参与者的Ack响应后，完成事务提交。

中断事务：

在执行Prepare步骤过程中，如果某些参与者执行事务失败、宕机或与协调者之间的网络中断，那么协调者就无法接收到所有参与者的YES响应，或者某个参与者返回了NO响应，此时，协调者就会进入回退流程，对事务进行回退。

 1.3AT模式（auto transcation）

AT模式是一种无侵入的分布式事务解决方案。阿里Seata框架，实现了该模式。在AT模式下，用户只需关注自己的“业务SQL”，用户的“业务SQL”作为一阶段，Seata框架会自动生成事务的二阶段提交和回滚操作。

AT模式如何做到对业务的无侵入：

一阶段：

Seata会拦截“业务SQL”，首先解析SQL语义，找到“业务SQL”要更新的业务数据，在业务数据被更新前，将其保存成“before image”，然后执行行“业务SQL”更新业务数据，在业务数据更新之后，再讲其保存成“after image”，最后生成行锁，防止出现脏读数据。以上操作全部在一个数据库事务内完成，这样保证了一阶段的原子性。

 二阶段提交：

二阶段如果是提交的话，因为“业务SQL”在一阶段已经提交至数据库，所以Seata框架只需要将一阶段的快照数据和行锁删除，完成数据清除即可。

 二阶段回滚：

二阶段是回滚的话，Seata就需要回滚一阶段已经执行的“业务SQL”，还原业务数据。回滚方式便是用“before image”还原业务数据；但在还原前要首先要校验脏写，对比“数据库当前业务数据”和“after image”，如果两份数据完全一致则说明没有脏写，可以还原业务数据，如果不一致就说明有脏写，出现脏写需要转人工处理。

 

 1.4TCC模式（Try Confirm Cancel）

（1）侵入性比较强，并且得自己实现相关事务逻辑控制。

（2）在整个过程基本没有锁

TCC模式需要用户根据自己的业务场景实现Try、Confirm和Cancel三个操作；事务发起方在一阶段执行Try方法，在二阶段提交执行Confirm方法，二阶段回滚执行Cancel方法。

2.Seata的AT模式

第一阶段：

业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，释放本地锁和连接资源。核心在于对业务sql进行解析，转换成undolog，并同时入库。

第二阶段： 

分布式事务操作成功，则TC通知RM一步删除undolog。

 分布式事务操作失败，TM向TC发送回滚请求，RM收到协调器TC发来的回滚请求，通过XID和Branch ID找到对应的回滚日志记录，通过回滚日志记录生成反向的更新Sql并执行，以完成分支的回滚。

 3.Seata快速开始

使用文档参考：https://seata.io/zh-cn/docs/ops/deploy-guide-beginner.html

Server端存储模式（store.mode）支持三种：

.file:单机模式，全局事务回话信息内存中读写并持久化本地文件root.data，性能较高（默认）

.db：（mysql5.7+）高可用模式，全局事务回话信息通过db共享，相应性能差些

.redis：seata-server1.3及以上版本支持，性能较高，存在事务信息丢失风险，请提前配置适合当前场景的redis持久化配置

资源目录：https://github.com/seata/seata/tree/1.3.0/script

client：存放client端sql脚本，参数配置

config-center：各个配置中心参数导入脚本，config.txt（包含server和client，原名nacos-config。txt）

server:server端数据库脚本及各个容器配置

3.1db存储模式+Nacos（注册&配置中心）部署

（1）下载安装包

地址：https://github.com/seata/seata/releases

 （2）解析下载的zip文件

 打开conf/file.conf文件，修改mode="db"，并且修改mysql的连接信息（数据库类型、地址、端口、用户名、密码、数据库）

store {
  ## store mode: file、db、redis
  mode = "db"

  db {
    ## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari) etc.
    datasource = "druid"
    ## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc.
    dbType = "mysql"
    driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver"
    url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata"
    user = "root"
    password = "root"
    minConn = 5
    maxConn = 30
    globalTable = "global_table"
    branchTable = "branch_table"
    lockTable = "lock_table"
    queryLimit = 100
    maxWait = 5000
  }

}

（3）在第二步配置的数据库下创建数据库

（4） 向创建的护具库中添加表，创建哪些表，需要通过地址：https://github.com/seata/seata/tree/1.3.0/script获取

 直接返回1.3.0的上一级，下载这个目录

 解压zip文件

 把script文件整个都拷贝到seate目录下

 （5）根据我们的数据库类型，选择对应的sql建表文件，在数据库中执行，我们使用的是mysql，所以使用mysql.sql执行，在目录script/server/db中选择mysql.sql执行

 创建出需要的表，branck_table：分支系统表，global_table：全局事务化信息表（xid），lock_table:锁住的表（哪张表，主键信息）

 （6）配置nacos注册中心

打开conf/registry.conf配置文件，修改registry的type="nacos",配置nacos的连接信息（用户名，密码、地址、端口）

registry {
  # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
  type = "nacos"

  nacos {
    application = "seata-server"
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "SEATA_GROUP"
    namespace = ""
    cluster = "default"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }

}

（7）配置配置中心

打开conf/registry.conf配置文件，修改config的type="nacos",配置nacos的连接信息（用户名，密码、地址、端口）

config {
  # file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
  type = "nacos"

  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = ""
    group = "SEATA_GROUP"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
}

（8）修改配置中心注册信息

在目录script/config-center下的config.txt文件，修改store.mode="db",数据库的类型store.db.dbType="mysql"，数据库的连接信息（用户名、密码、数据库）

service.vgroupMapping.my_test_tx_group=default配置针对事务分组，需要与客户端配置的事务分组一致。防止异地机房停电机制，my_test_tx_group可以自定义（Guangzhou、shanghai），对应的client也需要配置

seata.service.vgroup-mapping.projectA=Guangzhou

service.vgroupMapping.my_test_tx_group=default配置的default必须要等于conf/registry.conf中配置的cluster="default"。

 （9）启动nacos服务器

 (10)执行注册操作

在目录script/config-center/nacos下有两个执行文件nacos-config.py（python执行）、nacos-config.sh（linux执行，装了git客户端可以直接执行）

 双击nacos-config.sh执行

 若是nacos的连接信息不是本地，可以编辑nacos-config.sh文件，配置nacos连接信息

 执行完成后，这些配置信息已经注册到我们的nacos服务列表

 注册的内容一条记录对应我们config.txt的一行记录

 （11）启动seate服务

在bin/seata.bat双击启动服务，为了后续方便，我们还是把数据库由seata改为seata_server

 修改数据库名为seate_server

 在conf/file.conf中修改数据库为seate_server

 在已经注册的nacos服务中，对store.db.url修改为seate_server

 双击启动文件，启动成功，默认监听8091端口

 4.Seata Client快速开始

声明式事务实现（@GlobalTransactional）

4.1创建一个订单系统工程

使用mybati操作数据库，向数据库中添加订单，同时调用库存服务更新库存数据库。

（1）创建数据库seata_order,创建一张订单表

create database seata_order;
use seata_order;

CREATE TABLE `order_tbl` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `product_id` varchar(200) DEFAULT NULL,
  `total_amount` decimal(10,3) DEFAULT NULL,
  `statu` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=9 DEFAULT CHARSET=utf8

（2）创建maven工程，使用mybatis连接数据库

（3）pom.xml依赖jar包添加

    
        springcloudalibaba
        com.qingyun
        0.0.1-SNAPSHOT
    
    4.0.0

    OrderSeata


    

        
        
            com.alibaba.cloud
            spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
        

        
        
            org.springframework.cloud
            spring-cloud-starter-openfeign
            
            
                
                    org.springframework
                    spring-web
                
                
                    org.springframework.cloud
                    spring-cloud-commons
                
            

        

        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        

        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-jdbc
            2.3.5.RELEASE
        

        
        
            org.mybatis.spring.boot
            mybatis-spring-boot-starter
            1.3.2
            
            
                
                    org.springframework.boot
                    spring-boot-starter-jdbc
                
            
        

        
        
            mysql
            mysql-connector-java
            8.0.18
            runtime
        

        
        
            com.alibaba
            druid-spring-boot-starter
            1.1.9
        

    

 （4）application.properties配置信息

server.port=8084
#应用名称，nacos会将该名称当做服务名称
spring.application.name=order-seata
#nacos服务连接地址
spring.cloud.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848
#nacos discovery连接用户名
spring.cloud.nacos.discovery.username=nacos
#nacos discovery连接密码
spring.cloud.nacos.discovery.password=nacos
#nacos discovery工作空间
spring.cloud.nacos.discovery.workspace=public



#开始配置mysql连接驱动以及数据库连接池参数
spring.datasource.name=mysql_test
spring.datasource.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.datasource.druid.filters=stat
spring.datasource.druid.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.druid.url=jdbc:mysql://172.16.210.29:3307/seata_order?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&allowMultiQueries=true&serverTimezone=GMT
spring.datasource.druid.username=root
spring.datasource.druid.password=zggk-mysql-3306

#这里可以不用配置，有默认参数，根据自己需求
spring.datasource.druid.initial-size=1
spring.datasource.druid.min-idle=1
spring.datasource.druid.max-active=20
spring.datasource.druid.max-wait=6000
spring.datasource.druid.time-between-eviction-runs-millis=60000
spring.datasource.druid.min-evictable-idle-time-millis=300000
spring.datasource.druid.validation-query=SELECT 'x'
spring.datasource.druid.test-while-idle=true
spring.datasource.druid.test-on-borrow=false
spring.datasource.druid.test-on-return=false
spring.datasource.druid.pool-prepared-statements=false
spring.datasource.druid.max-pool-prepared-statement-per-connection-size=20

#开始配置mybatis
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml
mybatis.type-aliases-package=com.qingyun.entity

（5）程序启动类，开启openfeign远程调用，配置mybatis的扫描路径

@SpringBootApplication
@MapperScan("com.qingyun.dao")
@EnableFeignClients
public class OrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderApplication.class,args);
    }
}

（6）controller层，调用本服务添加订单信息，调用远程服务更新库存

@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @Autowired
    OrderService orderService;

    @Autowired
    StockOpenFeign stockOpenFeign;

    @RequestMapping("/add")
    public String add(){

        OrderTbl orderTbl = new OrderTbl();
        orderTbl.setProduct_id("10");
        orderTbl.setTotal_amount(new BigDecimal(3000));
        orderTbl.setStatu(0);
        orderService.insert(orderTbl);

        String reduct = stockOpenFeign.reduct(orderTbl.getProduct_id());
        return "add order "+reduct;
    }
}

（7）远程更新库存的接口

@FeignClient(value = "stock-seata",path ="/stock" )
public interface StockOpenFeign {

    @RequestMapping("/reduct")
    String reduct(@RequestParam("product_id")String product_id);


}

（8）更新本系统订单的service层

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    OrderDao orderDao;

    public void insert(OrderTbl orderTbl) {
        orderDao.insert(orderTbl);
    }
}

（9）更新本系统订单的dao接口

@Repository
public interface OrderDao {

    void insert(OrderTbl orderTbl);
}

（10）订单表实体OrderTbl

public class OrderTbl {

    private Integer id;
    private String product_id;
    private BigDecimal total_amount;
    private Integer statu;

    public OrderTbl() {
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getProduct_id() {
        return product_id;
    }

    public void setProduct_id(String product_id) {
        this.product_id = product_id;
    }

    public BigDecimal getTotal_amount() {
        return total_amount;
    }

    public void setTotal_amount(BigDecimal total_amount) {
        this.total_amount = total_amount;
    }

    public Integer getStatu() {
        return statu;
    }

    public void setStatu(Integer statu) {
        this.statu = statu;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "OrderTbl{" +
                "id=" + id +
                ", product_id='" + product_id + '\'' +
                ", total_amount=" + total_amount +
                ", statu=" + statu +
                '}';
    }
}

（11）添加记录到订单的映射XML文件

    
    
        insert into seata_order.order_tbl(product_id,total_amount,statu) values(
            #{product_id},
            #{total_amount},
            #{statu}
        );
    

4.2创建一个库存系统工程

使用mybatis操作数据库，等待订单系统调用，根据商品id更新库存。

（1）创建数据库seata_stock,创建一张库存表

create database seata_stock;
use seata_stock;

CREATE TABLE `stock_tbl` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `product_id` varchar(200) DEFAULT NULL,
  `count` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8

（2）创建后台maven工程

 （3）pom.xml依赖jar包添加

    
        springcloudalibaba
        com.qingyun
        0.0.1-SNAPSHOT
    
    4.0.0

    StockSeata

    

    

    

        
        
            com.alibaba.cloud
            spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
        

        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        

        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-jdbc
            2.3.5.RELEASE
        

        
        
            org.mybatis.spring.boot
            mybatis-spring-boot-starter
            1.3.2
            
            
                
                    org.springframework.boot
                    spring-boot-starter-jdbc
                
            
        

        
        
            mysql
            mysql-connector-java
            8.0.18
            runtime
        

        
        
            com.alibaba
            druid-spring-boot-starter
            1.1.9
        


    

 （4）application.properties配置信息

server.port=8085
#应用名称，nacos会将该名称当做服务名称
spring.application.name=stock-seata
#nacos服务连接地址
spring.cloud.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848
#nacos discovery连接用户名
spring.cloud.nacos.discovery.username=nacos
#nacos discovery连接密码
spring.cloud.nacos.discovery.password=nacos
#nacos discovery工作空间
spring.cloud.nacos.discovery.workspace=public
#永久实例，服务宕机后也不会被剔除，默认是true临时实例
#spring.cloud.nacos.discovery.ephemeral=false


#开始配置mysql连接驱动以及数据库连接池参数
spring.datasource.name=mysql_test
spring.datasource.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.datasource.druid.filters=stat
spring.datasource.druid.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.druid.url=jdbc:mysql://172.16.210.29:3307/seata_stock?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&allowMultiQueries=true&serverTimezone=GMT
spring.datasource.druid.username=root
spring.datasource.druid.password=zggk-mysql-3306

#这里可以不用配置，有默认参数，根据自己需求
spring.datasource.druid.initial-size=1
spring.datasource.druid.min-idle=1
spring.datasource.druid.max-active=20
spring.datasource.druid.max-wait=6000
spring.datasource.druid.time-between-eviction-runs-millis=60000
spring.datasource.druid.min-evictable-idle-time-millis=300000
spring.datasource.druid.validation-query=SELECT 'x'
spring.datasource.druid.test-while-idle=true
spring.datasource.druid.test-on-borrow=false
spring.datasource.druid.test-on-return=false
spring.datasource.druid.pool-prepared-statements=false
spring.datasource.druid.max-pool-prepared-statement-per-connection-size=20

#开始配置mybatis
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml
mybatis.type-aliases-package=com.qingyun.entity

（5）程序启动类，开启openfeign远程调用，配置mybatis的扫描路径

@SpringBootApplication
@MapperScan("com.qingyun.dao")
public class StockApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StockApplication.class,args);
    }
}

（6）controller层，提供根据订单id扣减库存的接口

@RestController
@RequestMapping("/stock")
public class StockController {

    @Autowired
    StockService stockService;

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

    @RequestMapping("/reduct")
    public String reduct(@RequestParam(value = "product_id") String product_id){
        return stockService.updateStock(product_id);
    }

}

（7）处理扣减库存的service层

@Service
public class StockService {
     @Autowired
     StockDao stockDao;

    public String updateStock(String product_id) {
        try {
            stockDao.updateStock(product_id);
            return "扣减库存成功";
        }catch (Exception e){
            return "更新库存失败";
        }
    }
}

（8）扣减库存的dao接口

@Repository
public interface StockDao {
    
    void updateStock(@Param("product_id")String product_id);
}

（9）库存表实体StockTbl 

public class StockTbl {

    private Integer id;
    private String product_id;
    private Integer count;

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getProduct_id() {
        return product_id;
    }

    public void setProduct_id(String product_id) {
        this.product_id = product_id;
    }

    public Integer getCount() {
        return count;
    }

    public void setCount(Integer count) {
        this.count = count;
    }
}

（10）更新库存的映射XML文件

    
    
      update seata_stock.stock_tbl  SET count= count-1 where product_id=#{product_id}
    

4.3启动系统，访问接口，测试数据

订单表order_tbl一开始是空表

 库存表有一个商品id为10，库存为100的记录

 调用下单服务接口，下单成功

 订单表增加一行记录

 库存表减少一个库存

4.4@Transactional事务，系统执行异常

当订单服务已经添加完成，已经使用rpc远程调用库存服务，系统出现异常，@Transactional回滚时，只能回滚当前系统的订单记录，不能回滚远程调用的库存记录。

 调用下单接口，在调用完rpc后添加一个异常代码1/0,使程序异常回滚

 此时订单表没有记录

而库存表已经扣减库存

 这样的程序肯定是不健壮的。

4.5搭建Seata客户端

（1）启动Seata server，Seata server使用nacos作为注册中心和配置中心（步骤3.1已经完成）

（2）配置微服务整合Seata

①订单和库存项目的pom.xml中添加seata依赖

       
      
            com.alibaba.cloud
            spring-cloud-starter-alibaba-seata
            2.2.6.RELEASE
           
               
                   io.seata
                   seata-all
               
           
       

       
            io.seata
            seata-all
            1.3.0
            
                
                    com.alibaba
                    druid
                
                
                    com.google.protobuf
                    protobuf-java
                
                
                    com.github.ben-manes.caffeine
                    caffeine
                
            
        

②各微服务数据库中添加数据库回滚表undo_log

CREATE TABLE `undo_log` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL,
  `xid` varchar(100) NOT NULL,
  `context` varchar(128) NOT NULL,
  `rollback_info` longblob NOT NULL,
  `log_status` int(11) NOT NULL,
  `log_created` datetime NOT NULL,
  `log_modified` datetime NOT NULL,
  `ext` varchar(100) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

 ③各微服务application.properties配置事务分组，事务分组的值对应于注册到配置中心的service.vgroupMapping的结尾

#配置seata事务分组
spring.cloud.alibaba.seata.tx-service-group=my_test_tx_group

 ④各微服务application.properties中配置连接seata服务器和配置中心信息

#配置连接seata服务端的注册中心信息
seata.registry.type=nacos
#seata server 所在的nacos服务地址
seata.registry.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848
#seata server 服务名称，在conf/registry.conf中设置的
seata.registry.nacos.application=seata-server
#seata server 所在组，在conf/registry.conf中设置的
seata.registry.nacos.namespace=public
seata.registry.nacos.group=SEATA_GROUP
seata.registry.nacos.password=nacos
seata.registry.nacos.username=nacos

⑤方法体中使用@GlobalTransactional修饰，再调用下单的方法，程序运行异常

 订单表没有添加记录（回滚）

 库存表也没有扣减记录（回滚）

 说明分布式事务回滚成功

4.6Seata运行原理

在订单模块发生异常前设置断点

 当进入add方法时，会在配置的seata服务指定的表global_table中记录信息（方法名、事务分组、服务id、生成事务xid）

 branch_table为分支表，记录着属于哪一次事务的xid，是我id，资源id，自己的分值id

 记录每个分支操作的行主键（pk），锁住操作行记录

 此时订单表中已经有记录产生

undo_log记录着回退信息属于的分值id、事务id，回滚的信息rollback_info

库存信息表已经进行扣减库存操作

 回退日志undo_log表记录中分支id、事务id，rollback_info回退信息

 undo_log的rollback_info字段值：记录着sql类型、beforeImage和afterImage信息

 当出现异常后回退信息，清空数据表，执行完后seate服务的表清空记录

添加的订单记录页删除

 回退完undo_log表也清除记录

 库存信息被回滚

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