一、序言

? ? ?Hadoop是一個技術(shù)生態(tài)圈，zookeeper是hadoop生態(tài)圈里一個非常重要的技術(shù)，當(dāng)我研究學(xué)習(xí)hadoop的相關(guān)技術(shù)時候，有兩塊知識曾經(jīng)讓我十分的困惑，一個是hbase，一個就是zookeeper，hbase的困惑源自于它在顛覆了我對數(shù)據(jù)庫建模的理解，而zookeeper的困惑卻是我無法理解它到底是干嘛的。

? ? 前不久我結(jié)合我了解的一種遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的設(shè)計來幫助我理解zookeeper在實際的生產(chǎn)中運(yùn)用，該文章的地址是：

? ??http://www.cnblogs.com/sharpxiajun/p/3297852.html

? ?其實這篇文章寫完后，我自己感覺并不是太好，因為寫本文的時候，對遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的設(shè)計以及zookeeper的理解都不是很到位，但是這篇文章還是受到了大家很大的關(guān)注，被博客園作為了推薦文章，還有很多網(wǎng)友希望我寫一篇更加詳盡的文章，還有童鞋留言說這個設(shè)計方案和淘寶開源的dubbo和hsf類似。我相信大家的關(guān)注就是意味著這個主題是當(dāng)下技術(shù)的熱點，所以今天我要寫一篇主題和上篇文章一樣的博文，這是上篇文章的升級版，不管是遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)還是zookeeper我都會給出更加詳盡的講解。不過這里還是要說明下，這篇文章里遠(yuǎn)程服務(wù)的設(shè)計我還是沒有參照dubbo，因為最近實在太忙，沒有時間研究淘寶的dubbo，但是我希望學(xué)習(xí)過dubbo的童鞋可以幫我對比下我的方案和dubbo的區(qū)別，區(qū)別就會產(chǎn)生新的問題，也會有新的知識需要研究。

? ?本文是該主題的上篇，主要是講解遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的相關(guān)知識，下篇則是根據(jù)遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)架構(gòu)設(shè)計中zookeeper的相關(guān)應(yīng)用方法詳細(xì)講解關(guān)于zookeeper的知識。

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二、遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的架構(gòu)設(shè)計總述

? ? 首先我們要再深入理解下為什么應(yīng)用軟件服務(wù)里需要一個遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)，遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)解決了軟件設(shè)計中的什么問題，它的架構(gòu)設(shè)計又有什么理論根據(jù)了?

? ? 我曾寫了一篇關(guān)于分布式網(wǎng)站架構(gòu)設(shè)計的文章，文章地址是：

? ??http://www.cnblogs.com/sharpxiajun/archive/2013/05/11/3072798.html

? ? 在文章開頭我就把這個新的網(wǎng)站架構(gòu)方案和傳統(tǒng)的企業(yè)軟件的B/S架構(gòu)作了對比，我將一個網(wǎng)站里提供業(yè)務(wù)服務(wù)的組件抽象為獨(dú)立的服務(wù)系統(tǒng)，接收用戶信息的邏輯部分抽象為前端系統(tǒng)，服務(wù)系統(tǒng)和前端系統(tǒng)使用netty這樣的通訊組件進(jìn)行通訊，而到了講解遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的框架設(shè)計時候我將netty通訊組件進(jìn)一步抽象為一個通訊獨(dú)立系統(tǒng)及遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)，這就是為什么要設(shè)計遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的緣起了，遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)又會帶來了網(wǎng)站架構(gòu)的升級，如果傳統(tǒng)的企業(yè)B/S架構(gòu)為1.0版，我將前端和業(yè)務(wù)服務(wù)端分離為獨(dú)立系統(tǒng)則是2.0版，那么引入了遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)網(wǎng)站就是3.0版了，3.0版的架構(gòu)帶來的好處就是可以將N多的前端系統(tǒng)和N多的業(yè)務(wù)服務(wù)端系統(tǒng)融為一個整體，網(wǎng)站的規(guī)模會越來越大，提供的服務(wù)也會越來越多，這既避免重復(fù)造輪子的問題還使得網(wǎng)站規(guī)模越來越大。

? ?3.0版本的網(wǎng)站架構(gòu)帶來了新的網(wǎng)站架構(gòu)總圖，如下所示：

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? ? ?有了遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)，我們可以做到業(yè)務(wù)級別的集群，例如：一個制造企業(yè)，一般都會有采購業(yè)務(wù)，生產(chǎn)業(yè)務(wù)、銷售業(yè)務(wù)以及財務(wù)業(yè)務(wù)，按照傳統(tǒng)的思路我們都會給每個業(yè)務(wù)獨(dú)立開發(fā)一個系統(tǒng)，如果引用了遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)，我們可以將這些業(yè)務(wù)都做成獨(dú)立的服務(wù)，這些服務(wù)組成業(yè)務(wù)集群，而這些服務(wù)都是用統(tǒng)一的遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)作為操作的入口，換句話說不管什么樣的服務(wù)對于調(diào)用者來說都是統(tǒng)一的，這樣前端的調(diào)用者可以做到應(yīng)用的統(tǒng)一，所謂的應(yīng)用的統(tǒng)一淘寶網(wǎng)站是最典型的代表，我們在一個同一的網(wǎng)站里可以操作各種不同的應(yīng)用，而不會發(fā)生因為應(yīng)用的不同我們就得重新訪問新的地址或者重新登錄到另外一個系統(tǒng)里做其他業(yè)務(wù)的操作。而服務(wù)端這邊，完全可以擺脫傳統(tǒng)的客戶端和服務(wù)端耦合的開發(fā)，增強(qiáng)了整個服務(wù)端的專業(yè)性和穩(wěn)定性，這樣更易于服務(wù)端的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。如果服務(wù)端之間也需要相互調(diào)用也可以通過遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)實現(xiàn)，由于遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的統(tǒng)一性，這樣就避免了服務(wù)調(diào)用之間報文和調(diào)用方式的不統(tǒng)一，規(guī)范了整個開發(fā)的流程。如果遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)還有負(fù)載均衡功能，整個服務(wù)集群就變成了一個私有的云，所以說遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)是云計算的重要組成部分，這個說法一點都不為過。

? ? 遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的理論依據(jù)是什么，這個問題的表述可能有點問題，其實我要講的是遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的技術(shù)原型就是SOA（Service-Oriented?Architecture），在云計算出現(xiàn)前，SOA曾一度是IT的技術(shù)熱點，雖然之后很多人說中國的SOA做的一點不好，就和早年的DHTML一樣，詬病遠(yuǎn)多于贊賞，寫本文時候我在京東里搜索了下SOA，從書籍的出版日期和書籍評價數(shù)就可以看出SOA已經(jīng)有點無人問津的凄涼了。下面我要簡單介紹下SOA，SOA的定義:

? ? ?SOA是一個軟件架構(gòu)，它包含四個關(guān)鍵概念：應(yīng)用程序前端、服務(wù)、服務(wù)庫和服務(wù)總線。一個服務(wù)包含一個合約、一個或多個接口以及一個實現(xiàn)。

? ?應(yīng)用程序前端可以理解為我上面所講述的調(diào)用者和前端系統(tǒng)，服務(wù)庫可以理解為服務(wù)集群，這里還有個服務(wù)是什么呢？服務(wù)就是調(diào)用者和服務(wù)提供者完成某一個特定業(yè)務(wù)的合約，換句話說就是封裝的業(yè)務(wù)規(guī)則，打個比方，我們在淘寶去購物，下訂單，付款，查物流，確定付款這些操作在服務(wù)端都有獨(dú)立的服務(wù)提供，但是從購物這個概念去理解，這些獨(dú)立的服務(wù)才能構(gòu)成這個完整的購物行為，如果其中有地方出了問題，會有相應(yīng)不同的操作，那么這個就絕對不是調(diào)用者簡單調(diào)用服務(wù)接口的問題，需要更高層次的業(yè)務(wù)封裝，將上面這些操作封裝為一個統(tǒng)一的服務(wù)，這個就是所謂的服務(wù)。最后一個要素服務(wù)總線，這就是我們本文所談的重要主題：遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)了。

? ?這里談?wù)?span style="font-family:'Times New Roman';">SOA的目的是想起到拋磚引玉的作用，讓那些想深入研究遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的人可以從SOA的角度理解遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)，而那些還是不明白遠(yuǎn)程調(diào)用是何物的童鞋可以通過SOA的概念來理解遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)。

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三、遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)技術(shù)詳解

? ? ?遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)技術(shù)詳解，詳解，嗚嗚~~，這兩個字很有壓力，我怕有童鞋看了這個標(biāo)題會以為我會將整套技術(shù)實現(xiàn)方案寫到里面，這個難度太高了，寫幾萬字估計都說不清楚，再說真的寫的那么細(xì)致，估計很多人都看不懂了（嘿嘿，我自己也沒有技術(shù)實現(xiàn)過哦，這些都是構(gòu)思，構(gòu)思哦），所以詳解就是詳解原理。

? ? ?下面我將上篇文章的架構(gòu)圖放進(jìn)來，大家再仔細(xì)看看這張圖：

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? ? ?傳統(tǒng)的服務(wù)調(diào)用都是服務(wù)提供者和服務(wù)調(diào)用者的直接調(diào)用，從架構(gòu)圖里我們看到這里多了一個遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件，遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件是一個獨(dú)立的服務(wù)系統(tǒng)，為了保證該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，它也一定是一個分布式的系統(tǒng)，但是這個分布式系統(tǒng)和Web的分布式系統(tǒng)是完全不同的分布式系統(tǒng)，傳統(tǒng)Web應(yīng)用集群是基于HTTP協(xié)議的無狀態(tài)的特點設(shè)計的，因為每個HTTP請求都是一個獨(dú)立的事務(wù)，不同請求之間是沒有任何關(guān)系的，所以我們可以將Web應(yīng)用部署到不同服務(wù)器上，請求不管到了那臺服務(wù)器，都能正常的給用戶提供相應(yīng)的服務(wù)，但是Web應(yīng)用的session機(jī)制是有狀態(tài)的，所以傳統(tǒng)Web集群都是要有session同步的操作，大型網(wǎng)站往往會把session功能抽象為獨(dú)立的緩存系統(tǒng)，但是這里的遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件的集群原理或者說分布式原理是有別于Web應(yīng)用集群分布式原理的，遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件可以當(dāng)做一個注冊中心，它會記錄下服務(wù)提供者和服務(wù)調(diào)用者的相關(guān)信息，并將這些信息推送給服務(wù)提供者或者服務(wù)調(diào)用者，為了保證系統(tǒng)的執(zhí)行效率，這些注冊信息都是記錄在內(nèi)存里，我們試想下，如果這些注冊信息丟失，整個系統(tǒng)將會不可用，因此遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件的集群是一種保證數(shù)據(jù)可靠性和服務(wù)提供健壯性的集群，而不是建立在HTTP無狀態(tài)特性基礎(chǔ)上的集群。我們這里假想下遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的集群運(yùn)行場景，我們假如有5臺服務(wù)器作為遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)運(yùn)行的服務(wù)器，那么每臺服務(wù)器都必須有注冊信息的冗余備份，當(dāng)服務(wù)運(yùn)行時候其中一臺服務(wù)器發(fā)生了故障，這臺故障的服務(wù)器上的數(shù)據(jù)不會丟失，此外集群應(yīng)該還要有一個檢查故障的機(jī)制，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有臺服務(wù)器不可用的時候，能及時剔除該服務(wù)器，而zookeeper就是解決這種問題的技術(shù)框架。此外除了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性外，集群的數(shù)據(jù)存儲方式也是很重要的，前面我講到集群的數(shù)據(jù)存儲要有一個冗余機(jī)制，除了冗余機(jī)制還要有一個很適合快速訪問和讀寫的數(shù)據(jù)模型，而zookeeper正好包含這種數(shù)據(jù)模型，所以我設(shè)計的遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)是一個很適合zookeeper應(yīng)用的場景，至于zookeeper的詳細(xì)知識我會在下篇里詳細(xì)講到。

? ? ?遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件還有一個心跳機(jī)制，心跳機(jī)制的作用是檢測服務(wù)提供者的健康性及服務(wù)提供者是否可用，服務(wù)提供者啟動時候會將自己的注冊信息發(fā)送給遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件，這個注冊信息里包含服務(wù)端的ip地址和端口號，遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件會啟動一個線程，根據(jù)定時對這個ip地址和端口號去ping這個ip和端口號對應(yīng)的應(yīng)用是否可用，如果不可用遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件會反復(fù)嘗試幾次，這個次數(shù)和多久檢測心跳都是可以配置的，如果反復(fù)幾次還是不通，那么就認(rèn)定該服務(wù)不可用了。有網(wǎng)友在QQ上問我，為什么不檢測服務(wù)調(diào)用者的心跳，這個完全沒必要哦，調(diào)用者是主動方，提供者是被動方，這就好比你訪問網(wǎng)站，如果你生病了不去訪問了，系統(tǒng)沒有必要檢查你是否已經(jīng)生病了。

? ? ?遠(yuǎn)程調(diào)用框架需要使用序列化和反序列化技術(shù)，這點也讓很多童鞋不太理解，不理解的原因還是對序列化和反序列化技術(shù)的不理解，序列化技術(shù)主要是應(yīng)用與數(shù)據(jù)持久化（數(shù)據(jù)存到硬盤）或者網(wǎng)絡(luò)通訊，不管是數(shù)據(jù)存儲到硬盤還是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，這些數(shù)據(jù)都會轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，序列化就是將正在運(yùn)行的對象轉(zhuǎn)化為可以存儲和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)，而反序列化是可以將這些二進(jìn)制數(shù)據(jù)反向還原成原來的對象信息，還原的對象還是可以被程序操作的，而我們設(shè)計的遠(yuǎn)程調(diào)用框架傳遞就是不同系統(tǒng)之間可以相互使用的程序代碼，所以我們需要使用序列化和反序列化技術(shù)。這里就有一個問題，例如我們傳輸一個對象，這個對象對應(yīng)的類是N多個類的繼承子類，而且這個對象里可能還會引用其他的對象例如String，ArrayList等等，那么為了讓反序列化的對象可用，序列化的時候就會將這些信息也包含在二進(jìn)制數(shù)據(jù)里，并且這些信息一起進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，這就導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸量特別大，而jdk自帶的序列化機(jī)制會導(dǎo)致這些附帶信息更大，所以有必要使用比jdk更好的序列化機(jī)制，讓數(shù)據(jù)量變小，并且序列化和反序列化的效率更高，上篇文章里我推薦了一種序列化框架hession，當(dāng)然用戶想使用什么序列化機(jī)制這個我也讓用戶可以自己配置，這也是外部配置文件的一個選項。

? ? 前面文章里我還講到了壓縮技術(shù)并且推薦了google公司使用snappy，這個壓縮技術(shù)也是為了讓網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量變小，提升網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。

? ? 對于服務(wù)提供者和服務(wù)調(diào)用者我會提供一個jar包，這些工程都要引入這個jar包，同時還需要一個配置文件來定義一些需要用戶定義的參數(shù)，例如我們使用一個名字叫ycdy_config.properties配置文件，里面的key值介紹如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Config_center_url=ip:port;這個就是配置遠(yuǎn)程管理中心的ip地址和端口號； Server_type=provider/consumer；配置是服務(wù)調(diào)用者還是提供者，不配置默認(rèn)是提供者； Provider_post=9999,這是服務(wù)提供者的端口號，調(diào)用者可以不配置，其實調(diào)用配置了也沒啥用，如果提供者不配置，會有默認(rèn)值的； Provider_session_timeout=9000；服務(wù)提供者的超時時間，如果實際調(diào)用超過了這個時間，那么說明服務(wù)調(diào)用超時，適用于服務(wù)調(diào)用者，提供者無效 Tick_time=3000;心跳時間，這是遠(yuǎn)程調(diào)用中心檢測服務(wù)端心跳的間隔時間，適用于服務(wù)提供者； Again_time=3;當(dāng)服務(wù)提供者不通的時候，心跳反復(fù)檢測的次數(shù)，超過了次數(shù)就標(biāo)記該服務(wù)不可用；Provider_session_timeout、Tick_time和Again_time三者之間是有一定關(guān)系，這個關(guān)系要實現(xiàn)這具體把控了； Ip_include_pattern=172\\.17\\.138.*|192\\.168\\.0\\..*,這個適用于服務(wù)提供者，因為一臺服務(wù)器可能存在多個ip地址，當(dāng)遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)組件接收到提供者的ip，用這個配置項來辨認(rèn)那個ip可用，這里采用正則表達(dá)式的方式； Ip_exclude_pattern=用于服務(wù)提供者，需要忽略的ip； Consumer_policy=random/rotate；適用于調(diào)用者，調(diào)用者向提供者請求的負(fù)載均衡策略，我熟悉的只有兩種一種是使用隨機(jī)數(shù)，一種使輪詢，所以這里目前就這兩種選項； Monitor_log=true/false;是否開啟監(jiān)控日志，適用于服務(wù)提供者，任何系統(tǒng)日志時最重要的，否則沒法查生產(chǎn)問題，其實這個配置項應(yīng)該可以充實點，但是我現(xiàn)在還沒想好，所以先給個提示，具體到了生產(chǎn)看如何實現(xiàn)吧。

　　

? ? ?大家看到了不管是作為服務(wù)提供者還是服務(wù)調(diào)用者使用的配置文件是一致的，而且一個應(yīng)用既可以配置成服務(wù)的調(diào)用者也可以配置成服務(wù)的提供者，非常的靈活。

? ? ?遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)還需要一個重要的技術(shù)就是通訊技術(shù)，這里的通訊技術(shù)我推薦netty，netty是個非常好的選擇，講到通訊是個復(fù)雜的課題，如果以后有空我再做詳細(xì)介紹，通訊層的東西是封裝到服務(wù)提供者和服務(wù)調(diào)用者引入的jar包里，但是通訊的ip地址和端口號則是需要遠(yuǎn)程調(diào)用管理組件推送過來的。

? ? ?那么在應(yīng)用里遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)到底如何使用了？哈哈，這時候spring就要上場了，我們看看服務(wù)調(diào)用者和服務(wù)提供者的spring配置，如下所示：

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<!-- 服務(wù)提供者配置 --> <bean id="serverProvider" class="cn.com.sharpxiajun.RmifSpringProviderBean"><property name="interfaceName" value="cn.com.ITest"></property><!-- 遠(yuǎn)程調(diào)用的接口 --><property name="target" ref="clsTest"></property><!-- clsTest實現(xiàn)ITest的實現(xiàn)類，clsTest這里是一個bean的id值 --> </bean><!-- 服務(wù)調(diào)用者配置 --> <bean id="clientConsumer" class="cn.com.sharpxiajun.RmifSpringConsumerBean"><property name="interfaceName" value="cn.com.ITest"></property><!-- value就是Provider定義的target的接口實現(xiàn)類 --><property name="serialType" value="hessian"></property><!--序列化方式 --><property name="compressEnabled" value="true"></property><!-- 壓縮標(biāo)記 --> </bean>

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? ? ?我們發(fā)現(xiàn)這個新配置和以前不同了，這個配置將更加適合生成的開發(fā)。

? ? ?我們首先看看serverProvider的設(shè)計，這個bean對應(yīng)的class是cn.com.sharpxiajun.RmifSpringProviderBean，里面有個參數(shù)是一個interfaceName即提供者對外的接口，這里我會使用反射機(jī)制將接口注入到RmifSpringProviderBean，而target則是具體的實現(xiàn)對象了，這就是業(yè)務(wù)對象，注意interfaceName一定要是接口，因為調(diào)用者會根據(jù)接口進(jìn)行轉(zhuǎn)化，如果是類的話，那么通用性就很差了。

? ? ?clientConsumer的設(shè)計，這個bean所對應(yīng)的class是cn.com.sharpxiajun.RmifSpringConsumerBean，其中interfaceName的value值對應(yīng)的就是遠(yuǎn)程定義的接口，和提供者的interfaceName保持一致，當(dāng)提供者的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)調(diào)用者后，就會根據(jù)這個雙方約定好的接口反序列化成可以操作的對象，serialType是選擇序列化機(jī)制，不寫的話就是調(diào)用jdk的序列化機(jī)制，這里附帶提下啊，外部的序列化程序也是放到jar包里的哦，還有一個選項是compressEnabled作用是是否啟用傳輸報文壓縮。

? ? 當(dāng)調(diào)用者調(diào)用提供者服務(wù)時候，jar包里netty程序會根據(jù)推送的信息（主要是ip，端口）和spring配置的bean結(jié)合起來就可以完成一次服務(wù)的調(diào)用。

? ?好了，上篇寫好了，本篇主要是講解遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的架構(gòu)設(shè)計，我自我感覺這篇文章比上篇更接地氣，希望看了本文的童鞋，能對遠(yuǎn)程調(diào)用框架設(shè)計的原理更加清晰。

? ?其實netty的使用學(xué)問也很大，也是遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)的核心之一，本文這塊講的比較少，以后有時間我盡量補(bǔ)充上這塊知識。

? ?下篇文章我將詳細(xì)介紹遠(yuǎn)程調(diào)用框架里使用到的zookeeper技術(shù)。

? ?這是2013年的最后一篇博文了，祝大家新年快樂哦。

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轉(zhuǎn)自http://www.cnblogs.com/sharpxiajun/p/3496639.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的架构设计：远程调用服务架构设计及zookeeper技术详解（上篇）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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