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Seata四種模式項目實戰教程

標簽：

微服務

概述

本文详细介绍了Seata四种模式（AT、TCC、Saga、XA）的实战操作步骤，包括安装、配置和具体实现方法。通过实际案例分享，帮助读者理解每种模式的适用场景和最佳实践。文章还提供了常见问题的解答，确保读者能够顺利应用Seata四种模式项目实战。

Seata简介与安装

Seata是什么

Seata（Simple Transaction Framework）是一个开源的分布式事务解决方案，致力于提供简单、高性能且高度可扩展的分布式事务服务。Seata支持多种主流的微服务框架和数据库，能够很好地解决微服务架构下分布式事务的一致性问题。它通过几个核心组件（如TM、RM、TC）来实现分布式事务的管理。

TM（Transaction Manager）：事务管理器，负责发起和协调全局事务。
RM（Resource Manager）：资源管理器，负责管理本地资源和事务。
TC（Transaction Coordinator）：事务协调器，负责维护全局事务的运行状态。

Seata的安装步骤

安装Seata的过程相对简单，以下是基本的安装步骤：

下载Seata源码或二进制包
- 从Seata官方GitHub仓库下载源码或者直接下载Release版本的压缩包。
配置Seata服务端
- 将下载的Seata压缩包解压到本地目录中。
- 在解压目录中找到conf目录下的registry.conf和registry.xml文件，根据实际环境配置Seata服务端的注册中心类型（如Zookeeper或Nacos）和配置信息。
- 根据需要修改conf/registry.conf和conf/config.conf，配置Seata服务端的端口、存储路径等信息。
启动Seata服务端
- 进入Seata服务端的目录下，执行sh ./bin/startup.sh脚本启动Seata服务端。
配置Seata客户端（服务端已启动后进行）
- 在微服务项目的配置文件中添加Seata的客户端配置，具体配置根据选择的模式和注册中心类型有所不同。
启动微服务
- 确保Seata服务端正常运行后，启动微服务。

Seata的核心概念介绍

TM（Transaction Manager）

TM负责全局事务的开启、提交和回滚，是整个分布式事务的发起者和管理者。它控制全局事务的状态流转。

RM（Resource Manager）

RM负责管理本地的资源和事务状态，它是本地事务的参与者，负责执行本地事务的提交或回滚。Seata通过TM协调各个RM之间的关系，来实现分布式事务的一致性。

TC（Transaction Coordinator）

TC是Seata的核心组件，它负责维护全局事务的状态信息，协调TM和RM之间的交互。TC通过注册中心来发现和管理TM和RM的实例，同时管理全局事务的运行状态，确保事务的ACID特性。

XID（Transaction ID）

XID是全局事务的唯一标识符，用于识别一个全局事务。在Seata中，每个全局事务都会分配一个唯一的XID。

Branch（分支事务）

分支事务是全局事务的一个部分，通常对应一个本地事务。一个全局事务可以包含多个分支事务。

Lock（锁）

Seata使用锁机制来管理全局事务的资源访问，确保在事务提交或回滚之前，不会有其他事务对同一资源进行并发操作。

TM、RM、TC的交互流程

TM发起全局事务：TM向TC注册一个全局事务，TC分配一个唯一的XID给这个全局事务。
RM参与全局事务：RM在本地事务开始时，向TC注册一个分支事务，同时TM通知RM参与全局事务。
TM提交全局事务：TM通知TC提交全局事务，TC将提交状态广播给所有相关的RM。
RM提交分支事务：RM收到提交指令后，提交本地事务。
TM回滚全局事务：如果全局事务失败，TM通知TC回滚全局事务，TC将回滚指令广播给所有相关的RM。
RM回滚分支事务：RM收到回滚指令后，回滚本地事务。

AT模式实战

AT模式的基本原理

AT（Auto-Transaction）模式是Seata中最常用的一种模式，它通过数据库的本地事务框架来实现分布式事务。具体原理如下：

SQL解析：Seata会解析SQL语句，将SQL操作封装成补偿操作。
补偿操作：根据SQL操作的类型（INSERT、UPDATE、DELETE），生成相应的补偿操作。
本地事务：在本地数据库执行SQL操作，同时记录补偿操作。
全局提交：如果全局事务提交，Seata会调用本地数据库的提交操作。
全局回滚：如果全局事务回滚，Seata会执行补偿操作，将本地操作回滚。

SQL解析与补偿操作

当本地事务执行SQL操作时，Seata会解析SQL语句，并生成相应的补偿操作，这些补偿操作包括：

对于INSERT操作，生成DELETE操作。
对于UPDATE操作，生成REVERSE-UPDATE操作。
对于DELETE操作，生成INSERT操作。

实战操作步骤

以下是如何在微服务项目中使用AT模式的详细步骤：

引入Seata依赖
在项目的构建文件（如pom.xml）中引入Seata的依赖。

<!-- Maven -->
<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端
在项目的配置文件（如application.yml）中添加Seata的客户端配置。

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: AT
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

注解事务管理
在需要分布式事务管理的方法上添加注解。

@GlobalTransactional
public void doBusinessLogic() {
   // 业务逻辑处理
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

常见问题解答

问题：Seata服务端未启动

解答：请检查Seata服务端是否正常启动，可以通过Seata的日志文件确认服务端的状态。

代码示例：

public void checkSeataServerStatus() {
try {
    // 检查Seata服务端状态的代码逻辑
    // 例如，尝试连接Seata服务端
} catch (Exception e) {
    // 处理异常或日志记录
}
}

问题：数据库连接失败

解答：检查数据库的连接配置是否正确，包括数据库地址、端口、用户名、密码等。

代码示例：

public void testDatabaseConnection() {
try {
    // 测试数据库连接的代码逻辑
    // 例如，尝试连接数据库并执行简单的查询
} catch (Exception e) {
    // 处理异常或日志记录
}
}

问题：事务处理失败

解答：检查业务逻辑是否正确，确保SQL操作符合Seata的补偿规则。同时查看Seata的日志，定位问题所在。

代码示例：

public void handleTransactionFailure() {
try {
    // 检查并处理事务失败的逻辑
    // 例如，回滚事务或记录失败信息
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

案例分析

在线购物系统
在在线购物系统中，采用AT模式来实现下单和库存扣减操作。

引入Seata依赖

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: AT
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

注解事务管理

@GlobalTransactional
public void doBusinessLogic() {
   // 执行下单和库存扣减操作
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

TCC模式实战

TCC模式的基本原理

TCC（Try-Confirm-Cancel）模式是一种两阶段提交协议，它通过三个阶段确保分布式事务的一致性。具体原理如下：

Try阶段：尝试执行业务逻辑，但不提交事务，将业务数据锁定。
Confirm阶段：提交事务。
Cancel阶段：回滚事务。

三个阶段的具体操作

Try阶段：尝试执行业务逻辑，例如创建订单，但不提交事务。此时业务数据处于锁定状态，其他事务无法访问。
Confirm阶段：提交事务，将Try阶段中的业务数据真正提交到数据库。
Cancel阶段：如果Try阶段失败，则执行Cancel操作，释放业务数据的锁定。

实战操作步骤

以下是如何在微服务项目中使用TCC模式的详细步骤：

引入Seata依赖
在项目的构建文件（如pom.xml）中引入Seata的依赖。

<!-- Maven -->
<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端
在项目的配置文件（如application.yml）中添加Seata的客户端配置。

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: TCC
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

实现TCC接口
实现TCC接口的三个方法：try、confirm、cancel。

@Component
public class OrderTccAction {

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;

   @Autowired
   private StockMapper stockMapper;

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", rollbackFor = Exception.class)
   public void execute() {
       // Try阶段
       Order order = new Order();
       order.setUserId(1);
       order.setOrderNo(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));
       order.setStatus("CREATED");

       orderMapper.insert(order);

       // Confirm阶段
       order.setStatus("CONFIRMED");
       orderMapper.updateStatus(order);

       // Cancel阶段
       // 如果Try阶段失败，则执行Cancel操作
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="1", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void tryAction() {
       // Try阶段的具体实现
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="2", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void confirmAction() {
       // Confirm阶段的具体实现
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="3", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void cancelAction() {
       // Cancel阶段的具体实现
   }
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

常见问题解答

问题：Try阶段失败

解答：检查业务逻辑是否正确，确保Try阶段的业务处理逻辑没有问题。

代码示例：

public void handleTryFailure() {
try {
    // 处理Try阶段失败的逻辑
    // 例如，记录失败信息或回滚事务
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

问题：Confirm阶段失败

解答：检查Confirm阶段的业务逻辑，确保没有数据冲突或并发访问问题。

代码示例：

public void handleConfirmFailure() {
try {
    // 处理Confirm阶段失败的逻辑
    // 例如，记录失败信息或回滚事务
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

问题：Cancel阶段执行失败

解答：检查Cancel阶段的业务逻辑，确保能够正确释放业务数据的锁定。

代码示例：

public void handleCancelFailure() {
try {
    // 处理Cancel阶段失败的逻辑
    // 例如，记录失败信息或回滚事务
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

案例分析

在线购物系统
在在线购物系统中，采用TCC模式来实现下单和库存扣减操作。

引入Seata依赖

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: TCC
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

实现TCC接口

@Component
public class OrderTccAction {

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;

   @Autowired
   private StockMapper stockMapper;

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", rollbackFor = Exception.class)
   public void execute() {
       // Try阶段
       Order order = new Order();
       order.setUserId(1);
       order.setOrderNo(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));
       order.setStatus("CREATED");

       orderMapper.insert(order);

       // Confirm阶段
       order.setStatus("CONFIRMED");
       orderMapper.updateStatus(order);

       // Cancel阶段
       // 如果Try阶段失败，则执行Cancel操作
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="1", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void tryAction() {
       // Try阶段的具体实现
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="2", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void confirmAction() {
       // Confirm阶段的具体实现
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="3", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void cancelAction() {
       // Cancel阶段的具体实现
   }
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

Saga模式实战

Saga模式的基本原理

Saga模式是一种分布式事务的补偿协议，它通过回滚的方式确保事务的一致性。具体原理如下：

事务拆分：将一个全局事务拆分成多个局部事务。
顺序执行：按照一定的顺序执行这些局部事务。
回滚补偿：如果某个局部事务失败，则通过回滚其他已经成功的事务来保证事务的一致性。

三个阶段的具体操作

执行局部事务：按照顺序执行各个局部事务。
回滚补偿：如果某个局部事务失败，则通过回滚已经成功执行的事务来补偿。
事务状态管理：记录每个局部事务的状态，以便进行回滚补偿。

实战操作步骤

以下是如何在微服务项目中使用Saga模式的详细步骤：

引入Seata依赖
在项目的构建文件（如pom.xml）中引入Seata的依赖。

<!-- Maven -->
<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端
在项目的配置文件（如application.yml）中添加Seata的客户端配置。

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: Saga
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

实现Saga接口
实现Saga接口的每个局部事务。

@Component
public class OrderSagaAction {

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;

   @Autowired
   private StockMapper stockMapper;

   @GlobalTransactional(name="order-saga", rollbackFor = Exception.class)
   public void execute() {
       // 执行局部事务
       orderMapper.insert(new Order());
       stockMapper.updateStock();

       // 如果某个局部事务失败，则通过回滚其他已经成功的事务来补偿
   }
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

常见问题解答

问题：局部事务失败

解答：检查局部事务的业务逻辑，确保没有数据冲突或并发访问问题。

代码示例：

public void handleLocalTransactionFailure() {
try {
    // 处理局部事务失败的逻辑
    // 例如，记录失败信息或撤销其他成功事务的补偿
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

问题：回滚补偿失败

解答：检查回滚补偿的业务逻辑，确保能够正确执行回滚操作。

代码示例：

public void handleRollbackFailure() {
try {
    // 处理回滚补偿失败的逻辑
    // 例如，记录失败信息或撤销其他成功事务的补偿
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

问题：事务状态管理不正确

解答：确保每个局部事务的状态能够正确记录和管理，以便进行回滚补偿。

代码示例：

public void manageTransactionStates() {
try {
    // 管理事务状态的逻辑
    // 例如，记录每个局部事务的状态并进行状态检查
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

案例分析

在线购物系统
在在线购物系统中，采用Saga模式来实现下单和库存扣减操作。

引入Seata依赖

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: Saga
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

实现Saga接口

@Component
public class OrderSagaAction {

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;

   @Autowired
   private StockMapper stockMapper;

   @GlobalTransactional(name="order-saga", rollbackFor = Exception.class)
   public void execute() {
       // 执行局部事务
       orderMapper.insert(new Order());
       stockMapper.updateStock();

       // 如果某个局部事务失败，则通过回滚其他已经成功的事务来补偿
   }
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

XA模式实战

XA模式的基本原理

XA模式是一种传统的两阶段提交协议，它通过XA接口来管理分布式事务。具体原理如下：

两阶段提交：通过两个阶段（准备阶段和提交阶段）来确保事务的一致性。
XA接口：数据库提供XA接口，用于事务的管理。

两个阶段的具体操作

准备阶段：每个资源管理器（如数据库）执行事务的准备工作，但不提交。
提交阶段：事务管理器（如Seata的TM）决定是否提交事务，如果决定提交，则通知所有资源管理器提交事务，否则回滚。

实战操作步骤

以下是如何在微服务项目中使用XA模式的详细步骤：

引入Seata依赖
在项目的构建文件（如pom.xml）中引入Seata的依赖。

<!-- Maven -->
<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端
在项目的配置文件（如application.yml）中添加Seata的客户端配置。

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: XA
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

配置数据库驱动
配置数据库驱动，确保数据库支持XA接口。

<!-- Maven -->
<dependency>
   <groupId>mysql</groupId>
   <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
   <version>8.0.23</version>
</dependency>

实现XA接口
实现XA接口的事务管理。

@Component
public class OrderXaAction {

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;

   @Autowired
   private StockMapper stockMapper;

   @GlobalTransactional(name="order-xa", rollbackFor = Exception.class)
   public void execute() {
       // 执行XA事务
       orderMapper.insert(new Order());
       stockMapper.updateStock();
   }
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

常见问题解答

问题：XA接口不支持

解答：检查数据库驱动是否支持XA接口，确保数据库版本支持XA模式。

代码示例：

public void checkXaSupport() {
try {
    // 检查数据库驱动是否支持XA接口的代码逻辑
    // 例如，检查数据库连接是否支持XA模式
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

问题：事务管理器配置错误

解答：检查Seata的配置文件，确保事务管理器的配置正确。

代码示例：

public void checkTransactionManagerConfig() {
try {
    // 检查Seata配置文件中的事务管理器配置
    // 例如，检查配置文件中的事务管理器配置是否正确
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

问题：数据库连接超时

解答：调整数据库连接的超时配置，确保连接能够正常建立和断开。

代码示例：

public void adjustDatabaseConnectionTimeout() {
try {
    // 调整数据库连接超时配置的代码逻辑
    // 例如，调整数据库连接的超时时间
} catch (Exception e) {
    // 处理解异常或日志记录
}
}

案例分析

在线购物系统
在在线购物系统中，采用XA模式来实现下单和库存扣减操作。

引入Seata依赖

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: XA
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

实现XA接口

@Component
public class OrderXaAction {

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;

   @Autowired
   private StockMapper stockMapper;

   @GlobalTransactional(name="order-xa", rollbackFor = Exception.class)
   public void execute() {
       // 执行XA事务
       orderMapper.insert(new Order());
       stockMapper.updateStock();
   }
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

Seata模式选择与最佳实践

如何选择合适的Seata模式

选择合适的Seata模式需要根据项目的需求和实际情况来决定。以下是一些选择Seata模式的考虑因素：

事务的复杂性：如果事务涉及的操作相对简单，可以选择AT模式。如果事务涉及的操作比较复杂，可以选择TCC模式。
事务的一致性：如果需要确保事务的强一致性，可以选择TCC模式或XA模式。如果对一致性的要求不是特别严格，可以选择Saga模式。
资源的管理：如果资源管理相对简单，可以选择AT模式。如果资源管理比较复杂，需要灵活的事务管理，可以选择TCC模式或Saga模式。

各种模式的适用场景

AT模式：适用于大多数分布式事务场景，特别是当事务操作相对简单时。适用于基于数据库的本地事务，Seata能够自动解析SQL语句并生成补偿操作。
TCC模式：适用于复杂的分布式事务场景，特别是需要强一致性的场景。适用于对事务一致性要求较高的业务，TCC模式能够确保事务的一致性和隔离性。
Saga模式：适用于需要回滚补偿的分布式事务场景。适用于对事务的一致性要求不高，但需要灵活的事务管理的场景。
XA模式：适用于传统的两阶段提交协议，适用于需要强一致性的场景，特别是当资源管理需要严格控制时。

实战案例分享

案例一：在线购物系统

在这个案例中，采用TCC模式来实现在线购物系统中的下单和库存扣减操作。

引入Seata依赖

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: TCC
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

实现TCC接口

@Component
public class OrderTccAction {

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;

   @Autowired
   private StockMapper stockMapper;

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", rollbackFor = Exception.class)
   public void execute() {
       // Try阶段
       Order order = new Order();
       order.setUserId(1);
       order.setOrderNo(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));
       order.setStatus("CREATED");

       orderMapper.insert(order);

       // Confirm阶段
       order.setStatus("CONFIRMED");
       orderMapper.updateStatus(order);

       // Cancel阶段
       // 如果Try阶段失败，则执行Cancel操作
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="1", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void tryAction() {
       // Try阶段的具体实现
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="2", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void confirmAction() {
       // Confirm阶段的具体实现
   }

   @GlobalTransactional(name="order-tcc", order="3", confirmMethod = "confirm", cancelMethod = "cancel")
   public void cancelAction() {
       // Cancel阶段的具体实现
   }
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

案例二：支付系统

在这个案例中，采用AT模式来实现支付系统中的资金扣减操作。

引入Seata依赖

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata客户端

seata:
 enabled: true
 service:
   group: default
   transaction:
     log-mode: AT
   registry:
     type: nacos
     nacos:
       server-lists: 127.0.0.1:8848
       namespace: default
 config:
   file: file.conf

注解事务管理

@GlobalTransactional
public void doBusinessLogic() {
   // 业务逻辑处理
}

启动微服务
确保Seata服务端已经启动，然后启动微服务。

通过以上案例可以看出，选择合适的Seata模式能够更好地满足项目的需求，确保分布式事务的一致性和稳定性。在实际项目中，建议根据具体的业务场景和技术栈来选择合适的Seata模式，并进行充分的测试和优化。

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