SpringCloud-服务调用

服务调用

Ribben负载均衡

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端 负载均衡的工具

简单的说,Ribbon是Netflix发布的开源项目,主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时,重试等。

简单的说,就是在配置文件中列出Load Balancer(简称LB)后面所有的机器,Ribbon会自动的帮助你基于某种规则(如简单轮询,随机连接等)去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

ribbon

英 [ˈrɪbən] 美 [ˈrɪbən]

n. (用于捆绑或装饰的)带子;丝带;带状物;狭长的东西;绶带;勋带

Github - Ribbon

Ribbon目前也进入维护模式。

Ribbon未来可能被Spring Cloud LoadBalacer替代。

LB负载均衡(Load Balance)是什么

简单的说就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上,从而达到系统的HA (高可用)。

常见的负载均衡有软件Nginx,LVS,硬件F5等。

Ribbon本地负载均衡客户端 VS Nginx服务端负载均衡区别

Nginx是服务器负载均衡,客户端所有请求都会交给nginx,然后由nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。

Ribbon本地负载均衡,在调用微服务接口时候,会在注册中心上获取注册信息服务列表之后缓存到 JVM本地,从而在本地实现RPC远程服务调用技术。

集中式LB

即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施(可以是硬件,如F5, 也可以是软件,如nginx),由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方;

进程内LB

将LB逻辑集成到消费方,消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用,然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器。

Ribbon就属于进程内LB,它只是一个类库,集成于消费方进程,消费方通过它来获取到服务提供方的地址。

一句话 负载均衡 + RestTemplate调用

Ribbon的负载均衡和Rest调用

在这里插入图片描述

总结:Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件,它可以和其他所需请求的客户端结合使用,和Eureka结合只是其中的一个实例。

Ribbon在工作时分成两步:

  • 第一步先选择EurekaServer ,它优先选择在同一个区域内负载较少的server。
  • 第二步再根据用户指定的策略,在从server取到的服务注册列表中选择一个地址。

其中Ribbon提供了多种策略:比如轮询、随机和根据响应时间加权。

使用Ribbon:

1,默认我们使用eureka的新版本时,它默认集成了ribbon:

这是因为spring-cloud-starter-netflix-eureka-client自带了spring-cloud-starter-ribbon引用。

在这里插入图片描述

2,我们也可以手动引入ribbon

放到order模块中,因为只有order访问pay时需要负载均衡

先前工程项目没有引入spring-cloud-starter-ribbon也可以使用ribbon。

<dependency>
    <groupld>org.springframework.cloud</groupld>
    <artifactld>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactid>
</dependency>
RestTemplate的使用

RestTemplate Java Doc

getForObject() / getForEntity() - GET请求方法

getForObject():返回对象为响应体中数据转化成的对象,基本上可以理解为Json。

getForEntity():返回对象为ResponseEntity对象,包含了响应中的一些重要信息,比如响应头、响应状态码、响应体等。

@GetMapping("/payment/getForEntity/{id}")
public CommonResult<Payment> getPayment2(@PathVariable("id") Long id)
{
    
    
    ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_URL+"/payment/get/"+id,CommonResult.class);

    if(entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()){
    
    
        return entity.getBody();//getForObject()
    }else{
    
    
        return new CommonResult<>(444,"操作失败");
    }
}

postForObject() / postForEntity() - POST请求方法

Ribbon默认自带的负载规则

lRule:根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务

在这里插入图片描述

  • com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule 轮询
  • com.netflix.loadbalancer.RandomRule 随机
  • com.netflix.loadbalancer.RetryRule 先按照RoundRobinRule的策略获取服务,如果获取服务失败则在指定时间内会进行重
  • WeightedResponseTimeRule 对RoundRobinRule的扩展,响应速度越快的实例选择权重越大,越容易被选择
  • BestAvailableRule 会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务,然后选择一个并发量最小的服务
  • AvailabilityFilteringRule 先过滤掉故障实例,再选择并发较小的实例
  • ZoneAvoidanceRule 默认规则,复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器

Ribbon负载规则替换

1.修改cloud-consumer-order80

2.注意配置细节

官方文档明确给出了警告:

这个自定义配置类不能放在@ComponentScan所扫描的当前包下以及子包下,

否则我们自定义的这个配置类就会被所有的Ribbon客户端所共享,达不到特殊化定制的目的了。(也就是说不要将Ribbon配置类与主启动类同包

3.新建package - myrule

4.在com.example.myrule下新建MySelfRule规则类

import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MySelfRule {
    
    

    @Bean
    public IRule myRule(){
    
    
        return new RandomRule();
    }
}

在这里插入图片描述

5.主启动类添加@RibbonClient

表示,访问CLOUD_PAYMENT_SERVICE的服务时,使用我们自定义的负载均衡算法

import com.example.myrule.MySelfRule;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration = MySelfRule.class)
public class OrderMain80 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
    }
}

6.测试

开启cloud-eureka-server7001,cloud-consumer-order80,cloud-provider-payment8001,cloud-provider-payment8002

浏览器-输入http://localhost/consumer/payment/get/31

返回结果中的serverPort在8001与8002两种间反复横跳。

Ribbon默认负载轮询算法原理

默认负载轮训算法: rest接口第几次请求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标,每次服务重启动后rest接口计数从1开始

List instances = discoveryClient.getInstances(“CLOUD-PAYMENT-SERVICE”);

如:

  • List [0] instances = 127.0.0.1:8002
  • List [1] instances = 127.0.0.1:8001

8001+ 8002组合成为集群,它们共计2台机器,集群总数为2,按照轮询算法原理:

  • 当总请求数为1时:1%2=1对应下标位置为1,则获得服务地址为127.0.0.1:8001
  • 当总请求数位2时:2%2=0对应下标位置为0,则获得服务地址为127.0.0.1:8002
  • 当总请求数位3时:3%2=1对应下标位置为1,则获得服务地址为127.0.0.1:8001
  • 当总请求数位4时:4%2=0对应下标位置为0,则获得服务地址为127.0.0.1:8002
  • 如此类推…

RoundRobinRule源码分析

public interface IRule{
    
    
    /*
     * choose one alive server from lb.allServers or
     * lb.upServers according to key
     * 
     * @return choosen Server object. NULL is returned if none
     *  server is available 
     */

    //重点关注这方法
    public Server choose(Object key);
    
    public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb);
    
    public ILoadBalancer getLoadBalancer();    
}
package com.netflix.loadbalancer;

import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * The most well known and basic load balancing strategy, i.e. Round Robin Rule.
 *
 * @author stonse
 * @author Nikos Michalakis <[email protected]>
 *
 */
public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule {
    
    

    private AtomicInteger nextServerCyclicCounter;
    private static final boolean AVAILABLE_ONLY_SERVERS = true;
    private static final boolean ALL_SERVERS = false;

    private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(RoundRobinRule.class);

    public RoundRobinRule() {
    
    
        nextServerCyclicCounter = new AtomicInteger(0);
    }

    public RoundRobinRule(ILoadBalancer lb) {
    
    
        this();
        setLoadBalancer(lb);
    }

    //重点关注这方法。
    public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
    
    
        if (lb == null) {
    
    
            log.warn("no load balancer");
            return null;
        }

        Server server = null;
        int count = 0;
        while (server == null && count++ < 10) {
    
    
            List<Server> reachableServers = lb.getReachableServers();
            List<Server> allServers = lb.getAllServers();
            int upCount = reachableServers.size();
            int serverCount = allServers.size();

            if ((upCount == 0) || (serverCount == 0)) {
    
    
                log.warn("No up servers available from load balancer: " + lb);
                return null;
            }

            int nextServerIndex = incrementAndGetModulo(serverCount);
            server = allServers.get(nextServerIndex);

            if (server == null) {
    
    
                /* Transient. */
                Thread.yield();
                continue;
            }

            if (server.isAlive() && (server.isReadyToServe())) {
    
    
                return (server);
            }

            // Next.
            server = null;
        }

        if (count >= 10) {
    
    
            log.warn("No available alive servers after 10 tries from load balancer: "
                    + lb);
        }
        return server;
    }

    /**
     * Inspired by the implementation of {@link AtomicInteger#incrementAndGet()}.
     *
     * @param modulo The modulo to bound the value of the counter.
     * @return The next value.
     */
    private int incrementAndGetModulo(int modulo) {
    
    
        for (;;) {
    
    
            int current = nextServerCyclicCounter.get();
            int next = (current + 1) % modulo;//求余法
            if (nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next))
                return next;
        }
    }

    @Override
    public Server choose(Object key) {
    
    
        return choose(getLoadBalancer(), key);
    }

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {
    
    
    }
}

Ribbon之手写轮询算法

自己试着写一个类似RoundRobinRule的本地负载均衡器。

  • 7001/7002集群启动
  • 8001/8002微服务改造- controller
@RestController
@Slf4j
public class PaymentController{
    
    

    ...
    
	@GetMapping(value = "/payment/lb")
    public String getPaymentLB() {
    
    
        //返回服务接口
        return serverPort;
    }
    ...
}
  • 80订单微服务改造

1.ApplicationContextConfig去掉注解@LoadBalanced,OrderMain80去掉注解@RibbonClient

import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
    
    

    @Bean
    //@LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate(){
    
    
        return new RestTemplate();
    }

}

2.创建LoadBalancer接口

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import java.util.List;

public interface LoadBalancer{
    
    
    ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}

3.MyLB

实现LoadBalancer接口

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 */
@Component//需要跟主启动类同包,或者在其子孙包下。
public class MyLB implements LoadBalancer
{
    
    

    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

    public final int getAndIncrement()
    {
    
    
        int current;
        int next;

        do {
    
    
            current = this.atomicInteger.get();
            next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;
        }while(!this.atomicInteger.compareAndSet(current,next));
        log.info("*****第几次访问,次数:next:  "+next);
        return next;
    }

    //负载均衡算法:rest接口第几次请求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标  ,每次服务重启动后rest接口计数从1开始。
    @Override
    public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances)
    {
    
    
        int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();

        return serviceInstances.get(index);
    }
}

4.OrderController

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import com.lun.springcloud.lb.LoadBalancer;

@Slf4j
@RestController
public class OrderController {
    
    

    //public static final String PAYMENT_URL = "http://localhost:8001";
    public static final String PAYMENT_URL = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";

	...

    @Resource
    private LoadBalancer loadBalancer;

    @Resource
    private DiscoveryClient discoveryClient;

	...

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/lb")
    public String getPaymentLB()
    {
    
    
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");

        if(instances == null || instances.size() <= 0){
    
    
            return null;
        }

        ServiceInstance serviceInstance = loadBalancer.instances(instances);
        URI uri = serviceInstance.getUri();

        return restTemplate.getForObject(uri+"/payment/lb",String.class);

    }
}

5.测试 不停地刷新http://localhost/consumer/payment/lb,可以看到8001/8002交替出现。

OpenFeign

基本概念

官方文档

Github地址

Feign is a declarative web service client. It makes writing web service clients easier. To use Feign create an interface and annotate it. It has pluggable annotation support including Feign annotations and JAX-RS annotations. Feign also supports pluggable encoders and decoders. Spring Cloud adds support for Spring MVC annotations and for using the same HttpMessageConverters used by default in Spring Web. Spring Cloud integrates Ribbon and Eureka, as well as Spring Cloud LoadBalancer to provide a load-balanced http client when using Feign. link

Feign是一个声明式WebService客户端。使用Feign能让编写Web Service客户端更加简单。它的使用方法是定义一个服务接口然后在上面添加注解。Feign也支持可拔插式的编码器和解码器。Spring Cloud对Feign进行了封装,使其支持了Spring MVC标准注解和HttpMessageConverters。Feign可以与Eureka和Ribbon组合使用以支持负载均衡。

Feign能干什么

Feign旨在使编写Java Http客户端变得更容易。

前面在使用Ribbon + RestTemplate时,利用RestTemplate对http请求的封装处理,形成了一套模版化的调用方法。但是在实际开发中,由于对服务依赖的调用可能不止一处,往往一个接口会被多处调用,所以通常都会针对每个微服务自行封装一些客户端类来包装这些依赖服务的调用。所以,Feign在此基础上做了进一步封装,由他来帮助我们定义和实现依赖服务接口的定义。在Feign的实现下,我们只需创建一个接口并使用注解的方式来配置它(以前是Dao接口上面标注Mapper注解,现在是一个微服务接口上面标注一个Feign注解即可),即可完成对服务提供方的接口绑定,简化了使用Spring cloud Ribbon时,自动封装服务调用客户端的开发量。

Feign集成了Ribbon

利用Ribbon维护了Payment的服务列表信息,并且通过轮询实现了客户端的负载均衡。而与Ribbon不同的是,通过feign只需要定义服务绑定接口且以声明式的方法,优雅而简单的实现了服务调用。

Feign和OpenFeign两者区别

Feign OpenFeign
Feign是Spring Cloud组件中的一个轻量级RESTful的HTTP服务客户端Feign内置了Ribbon,用来做客户端负载均衡,去调用服务注册中心的服务。Feign的使用方式是:使用Feign的注解定义接口,调用这个接口,就可以调用服务注册中心的服务。 OpenFeign是Spring Cloud在Feign的基础上支持了SpringMVC的注解,如@RequesMapping等等。OpenFeign的@Feignclient可以解析SpringMVc的@RequestMapping注解下的接口,并通过动态代理的方式产生实现类,实现类中做负载均衡并调用其他服务。

org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-feign

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

feign
英 [feɪn] 美 [feɪn]
v. 假装,装作,佯装(有某种感觉或生病、疲倦等)

OpenFeign服务调用

接口+注解:微服务调用接口 + @FeignClient

1.新建模块

名字:cloud-consumer-feign-order80

2.POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>LearnCloud</artifactId>
        <groupId>com.lun.springcloud</groupId>
        <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>cloud-consumer-feign-order80</artifactId>

    <dependencies>
        <!--openfeign-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
        <!--eureka client-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <!-- 引入自己定义的api通用包,可以使用Payment支付Entity -->
          <dependency>
            <groupId>org.example</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>${project.version}</version>
        </dependency>
        <!--web-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <!--一般基础通用配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

3.YML

server:
  port: 80

eureka:
  client:
    register-with-eureka: false
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/

4.主启动

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class OrderFeignMain80 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        SpringApplication.run(OrderFeignMain80.class, args);
    }
}

5.业务类

业务逻辑接口+@FeignClient配置调用provider服务

新建PaymentFeignService接口并新增注解@FeignClient

import com.lun.springcloud.entities.CommonResult;
import com.lun.springcloud.entities.Payment;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;


@Component
@FeignClient(value = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE")
public interface PaymentFeignService
{
    
    
    @GetMapping(value = "/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id);

}

控制层Controller

import com.example.springcloud.pojo.CommonResult;
import com.example.springcloud.pojo.Payment;
import com.example.springcloud.service.PaymentFeignService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/consumer")
public class OrderFeignController {
    
    

    @Resource
    private PaymentFeignService paymentFeignService;

    /**
     * 通过id查订单
     * @param id  订单id
     * @return  订单
     */
    @GetMapping("/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id){
    
    
        return paymentFeignService.getPaymentById(id);
    }
}

6.测试

先启动2个eureka集群7001/7002

再启动2个微服务8001/8002

启动OpenFeign启动

http://localhost/consumer/payment/get/1

Feign自带负载均衡配置项

在这里插入图片描述

OpenFeign超时控制

超时设置,故意设置超时演示出错情况

1.服务提供方8001/8002故意写暂停程序

@RestController
@Slf4j
@RequestMapping("/payment")
public class PaymentController {
    
    
    
    ...
    
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    ...
    
    @GetMapping(value = "/feign/timeout")
    public String paymentFeignTimeout()
    {
    
    
        // 业务逻辑处理正确,但是需要耗费3秒钟
        try {
    
    
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        return serverPort;
    }
    
    ...
}

2.服务消费方80添加超时方法PaymentFeignService

@Component
@FeignClient(value = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE")
public interface PaymentFeignService{
    
    

    ...

    @GetMapping(value = "/payment/feign/timeout")
    public String paymentFeignTimeout();
}

3.服务消费方80添加超时方法OrderFeignController

@RestController
@Slf4j
@RequestMapping("/consumer")
public class OrderFeignController
{
    
    
    @Resource
    private PaymentFeignService paymentFeignService;

    ...

    @GetMapping(value = "/payment/feign/timeout")
    public String paymentFeignTimeout()
    {
    
    
        // OpenFeign客户端一般默认等待1秒钟
        return paymentFeignService.paymentFeignTimeout();
    }
}

4.测试:

多次刷新 http://localhost/consumer/payment/feign/timeout

将会跳出错误Spring Boot默认错误页面,主要异常:feign.RetryableException:Read timed out executing GET http://CLOUD-PAYMENT-SERVCE/payment/feign/timeout。

OpenFeign默认等待1秒钟,超过后报错

YML文件里需要开启OpenFeign客户端超时控制

#设置feign客户端超时时间(OpenFeign默认支持ribbon)(单位:毫秒)
ribbon:
  #指的是建立连接所用的时间,适用于网络状况正常的情况下,两端连接所用的时间
  ReadTimeout: 5000
  #指的是建立连接后从服务器读取到可用资源所用的时间
  ConnectTimeout: 5000

OpenFeign日志增强

日志打印功能

Feign提供了日志打印功能,我们可以通过配置来调整日恙级别,从而了解Feign 中 Http请求的细节。

说白了就是对Feign接口的调用情况进行监控和输出

日志级别

  • NONE:默认的,不显示任何日志;
  • BASIC:仅记录请求方法、URL、响应状态码及执行时间;
  • HEADERS:除了BASIC中定义的信息之外,还有请求和响应的头信息;
  • FULL:除了HEADERS中定义的信息之外,还有请求和响应的正文及元数据。

配置日志bean

import feign.Logger;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class FeignConfig{
    
    
    @Bean
    Logger.Level feignLoggerLevel()
    {
    
    
        return Logger.Level.FULL;
    }
}

YML文件里需要开启日志的Feign客户端

logging:
  level:
    # feign日志以什么级别监控哪个接口
    com.example.springcloud.service.PaymentFeignService: debug

后台日志查看

得到更多日志信息。

在这里插入图片描述

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