开放平台系统功能架构开放平台管理

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mob6454cc7416d1 2023-10-23 09:17:09

文章标签 开放平台系统功能架构 java spring struts bc 文章分类 架构后端开发

1.开放平台业务逻辑

场景：公司构建paas层（能力层），包括：表单服务、im服务、文件服务等；

目标：开发能力给第三方企业使用，同时允许第三方企业已供应商的身份将自己的服务融入到paas层中；

实现：

平台层面：

用户服务做鉴权；

网关服务做控制；

管理服务做配置；

云市场做购买；

第三方供应商A申请文件服务入驻到开放平台，提供服务域名（https://www.wenjian.com），并实现购买通知相应逻辑（支付成功之后平台会使用域名+固定url同步消息到第三方供应商），应用开通逻辑（开通应用的时候，会推送相应的消息给供应商）；

公司运维人员登录开放平台管理后台，创建开发者账号A，生成相应的appid、appsecret，提供给第三方供应商A；创建文件服务应用（供应商类），配置路由规则（/third/party/wj/**->https://www.wenjian.com/**），并将账号信息推送至开放平台云市场；

企业B想使用文件服务能力，访问开放平台云市场，搜索文件服务，找到两个商品（平台自研的，第三方供应商A提供的），首先注册账号（企业、个人），并进行认证，将企业B信息同步至开放平台审核列表中；

公司运营人员登录开放平台运营后台，打开审核列表，审核企业B，通过之后，自动创建一个开发者账号B；

于此同时企业B购买了文件服务商品（第三方文件服务能力），支付成功之后将消息同步至开放平台；企业B点击文件服务，进入到文件服务管理（商品管理）中，创建应用，获取到平台的appid、appsecret，同时平台将此消息同步至第三方供应商A；

企业B使用appid、appsecret秘钥经过认证之后，调取文件服务相应接口。接口请求到达网关的时候，网关根据第三方应用配置，进行并发控制，加密验签设置，将请求转发至相应的域名，并在header中写入平台相应的认证信息；

todo...

流程图

2.网关控制

基于oauth2.0协议，网关层引入spring-security-oauth2进行控制；

自定义SecurityWebFilterChain，重写各种类与接口，配置各种过滤器...

@Configuration
public class ResourceServerConfiguration {

    private static final String MAX_AGE = "18000L";

    @Autowired
    private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;
    @Autowired
    private ResourceLocator apiresourceLocator;
    @Autowired
    private ApiProperties apiProperties;
    @Autowired
    private AccessLogService accessLogService;
    @Autowired
    private BaseAppServiceClient baseAppServiceClient;

    /**
     * 跨域配置
     *
     * @return
     */
    public WebFilter corsFilter() {
        return (ServerWebExchange ctx, WebFilterChain chain) -> {
            ServerHttpRequest request = ctx.getRequest();
            if (CorsUtils.isCorsRequest(request)) {
                HttpHeaders requestHeaders = request.getHeaders();
                ServerHttpResponse response = ctx.getResponse();
                HttpMethod requestMethod = requestHeaders.getAccessControlRequestMethod();
                HttpHeaders headers = response.getHeaders();
                headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_ORIGIN, requestHeaders.getOrigin());
                headers.addAll(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_HEADERS, requestHeaders.getAccessControlRequestHeaders());
                if (requestMethod != null) {
                    headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_METHODS, requestMethod.name());
                }
                headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_CREDENTIALS, "true");
                headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_EXPOSE_HEADERS, "*");
                headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_MAX_AGE, MAX_AGE);
                if (request.getMethod() == HttpMethod.OPTIONS) {
                    response.setStatusCode(HttpStatus.OK);
                    return Mono.empty();
                }
            }
            return chain.filter(ctx);
        };
    }

    @Bean
    SecurityWebFilterChain springWebFilterChain(ServerHttpSecurity http) throws Exception {
        // 自定义oauth2 认证, 使用redis读取token,而非jwt方式
        // 配置应用程序请求身份验证时要执行的操作
        // 要使用的入口点
        // JsonAuthenticationEntryPoint implements ServerAuthenticationEntryPoint（重写commence方法）
        JsonAuthenticationEntryPoint entryPoint = new JsonAuthenticationEntryPoint(accessLogService);
        // 配置当经过身份验证的用户未持有所需权限时要执行的操作
        // 要使用的拒绝访问处理程序
        // JsonAccessDeniedHandler implements ServerAccessDeniedHandler（重写handle方法）
        JsonAccessDeniedHandler accessDeniedHandler = new JsonAccessDeniedHandler(accessLogService);
        // 自定义授权校验，在此可实现权限控制
        // AccessManager implements ReactiveAuthorizationManager<AuthorizationContext>（Authorization，授权管理，重写check方法）
        AccessManager accessManager = new AccessManager(apiresourceLocator, apiProperties);
        // 自定义认证
        // RedisAuthenticationManager implements ReactiveAuthenticationManager（Authentication，认证管理，重写authenticate方法）
        AuthenticationWebFilter oauth2 = new AuthenticationWebFilter(new RedisAuthenticationManager(new RedisTokenStore(redisConnectionFactory)));
        oauth2.setServerAuthenticationConverter(new ServerBearerTokenAuthenticationConverter());
        oauth2.setAuthenticationFailureHandler(new ServerAuthenticationEntryPointFailureHandler(entryPoint));
        oauth2.setAuthenticationSuccessHandler(new ServerAuthenticationSuccessHandler() {
            @Override
            public Mono<Void> onAuthenticationSuccess(WebFilterExchange webFilterExchange, Authentication authentication) {
                ServerWebExchange exchange = webFilterExchange.getExchange();
                SecurityContextServerWebExchange securityContextServerWebExchange = new SecurityContextServerWebExchange(exchange, ReactiveSecurityContextHolder.getContext().subscriberContext(
                        ReactiveSecurityContextHolder.withAuthentication(authentication)
                ));
                return webFilterExchange.getChain().filter(securityContextServerWebExchange);
            }
        });
        http
                .httpBasic().disable()
                .csrf().disable()
                .authorizeExchange()
                .pathMatchers("/").permitAll()
                // 动态权限验证
                .anyExchange().access(accessManager)
                .and().exceptionHandling()
                .accessDeniedHandler(accessDeniedHandler)
                .authenticationEntryPoint(entryPoint).and()
                // 日志前置过滤器
                .addFilterAt(new PreRequestFilter(), SecurityWebFiltersOrder.FIRST)
                // 跨域过滤器
                .addFilterAt(corsFilter(), SecurityWebFiltersOrder.CORS)
                // 签名验证过滤器
                .addFilterAt(new PreSignatureFilter(baseAppServiceClient, apiProperties, new JsonSignatureDeniedHandler(accessLogService)), SecurityWebFiltersOrder.CSRF)
                // 访问验证前置过滤器
                .addFilterAt(new PreCheckFilter(accessManager, accessDeniedHandler), SecurityWebFiltersOrder.CSRF)
                // oauth2认证过滤器
                .addFilterAt(oauth2, SecurityWebFiltersOrder.AUTHENTICATION)
                // 日志过滤器
                .addFilterAt(new AccessLogFilter(accessLogService), SecurityWebFiltersOrder.SECURITY_CONTEXT_SERVER_WEB_EXCHANGE);
        return http.build();
    }
}

扩展：oauth2.0

业务场景：

开放平台系统功能架构开放平台管理_struts

oauth2的四种模式

开放平台系统功能架构开放平台管理_spring_02

授权码模式示例：

开放平台系统功能架构开放平台管理_开放平台系统功能架构_03

3.动态配置（动态路由、动态限流）

动态路由：

InMemoryRouteDefinitionRepository该接口继承了RouteDefinitionWriter，RouteDefinitionWriter中定义了save、delete方法，通过方法名称可以知道是用来保存/添加/删除路由信息；使用 InMemoryRouteDefinitionRepository 来维护 RouteDefinition 信息，在网关实例重启或者崩溃后，RouteDefinition 就会丢失。实现方案： 1.我们可以实现 RouteDefinitionRepository 接口，以实现例如 MySQLRouteDefinitionRepository； 2.或者基于InMemoryRouteDefinitionRepository 结合MySQL实现路由信息的数据库存储；本文采用方案2实现，InMemoryRouteDefinitionRepository+MySQL+ApplicationEvent：

定义一个监听事件RefreshRouteEvent：

/**
 * 自定义网关刷新事件
 */
public class RefreshRouteEvent extends RemoteApplicationEvent {

    private RefreshRouteEvent() {
    }

    public RefreshRouteEvent(Object source, String originService, String destinationService) {
        super(source, originService, destinationService);
    }
}

定义一个监听RefreshRouteEventListener：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.event.RefreshRoutesEvent;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.FilterDefinition;
import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PredicateDefinition;
import org.springframework.cloud.gateway.route.InMemoryRouteDefinitionRepository;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinition;
import org.springframework.cloud.gateway.support.NameUtils;
import org.springframework.context.ApplicationEventPublisher;
import org.springframework.context.ApplicationEventPublisherAware;
import org.springframework.context.ApplicationListener;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.jdbc.core.RowMapper;
import org.springframework.web.util.UriComponentsBuilder;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.net.URI;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * 动态路由监听器
 */
@Slf4j
public class RefreshRouteEventListener implements ApplicationListener<RefreshRouteEvent>, ApplicationEventPublisherAware {
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;
    private ApplicationEventPublisher publisher;
    private InMemoryRouteDefinitionRepository repository;

    //查询路由的sql
    private final static String SELECT_ROUTES = "SELECT * FROM gateway_route WHERE status = 1";

    //初始化监听器
    public RefreshRouteEventListener(JdbcTemplate jdbcTemplate, InMemoryRouteDefinitionRepository repository) {
        this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
        this.repository = repository;
    }

    /**
     * 刷新路由
     *
     * @return
     */
    public Mono<Void> refresh() {
        //从数据库中加载路由到InMemoryRouteDefinitionRepository中
        this.loadRoutes();
        //触发默认路由刷新事件,刷新缓存路由
        this.publisher.publishEvent(new RefreshRoutesEvent(this));
        return Mono.empty();
    }

    /**
     * 监听器监听到之间之后执行的业务
     *
     * @param event
     */
    @Override
    public void onApplicationEvent(RefreshRouteEvent event) {
        refresh();
    }

    /**
     * 加载路由
     * @return
     */
    private Mono<Void> loadRoutes() {
        //从数据库拿到路由配置
        try {
            //查询数据库获得路由列表
            List<GatewayRoute> routeList = jdbcTemplate.query(SELECT_ROUTES, new RowMapper<GatewayRoute>() {
                @Override
                public GatewayRoute mapRow(ResultSet rs, int i) throws SQLException {
                    GatewayRoute result = new GatewayRoute();
                    result.setRouteId(rs.getLong("route_id"));
                    result.setPath(rs.getString("path"));
                    result.setServiceId(rs.getString("service_id"));
                    result.setUrl(rs.getString("url"));
                    result.setStatus(rs.getInt("status"));
                    result.setRetryable(rs.getInt("retryable"));
                    result.setStripPrefix(rs.getInt("strip_prefix"));
                    result.setIsPersist(rs.getInt("is_persist"));
                    result.setRouteName(rs.getString("route_name"));
                    return result;
                }
            });
            if (routeList != null) {
                //加载路由
                routeList.forEach(gatewayRoute -> {
                    RouteDefinition definition = new RouteDefinition();
                    List<PredicateDefinition> predicates = Lists.newArrayList();
                    List<FilterDefinition> filters = Lists.newArrayList();
                    definition.setId(gatewayRoute.getRouteName());
                    //路由地址
                    PredicateDefinition predicatePath = new PredicateDefinition();
                    Map<String, String> predicatePathParams = new HashMap<>(8);
                    predicatePath.setName("Path");
                    //predicates.name
                    predicatePathParams.put("name", StringUtils.isBlank(gatewayRoute.getRouteName()) ? gatewayRoute.getRouteId().toString() : gatewayRoute.getRouteName());
                    //predicates.args.pattern
                    predicatePathParams.put("pattern", gatewayRoute.getPath());
                    //predicates.args.pathPattern
                    predicatePathParams.put("pathPattern", gatewayRoute.getPath());
                    //predicates.args
                    predicatePath.setArgs(predicatePathParams);
                    predicates.add(predicatePath);
                    //服务地址，url：完整地址，serviceId：服务ID；
                    //配置完整地址的使用完整地址，否则使用服务ID；
                    URI uri = UriComponentsBuilder.fromUriString(StringUtils.isNotBlank(gatewayRoute.getUrl()) ? gatewayRoute.getUrl() : "lb://" + gatewayRoute.getServiceId()).build().toUri();
                    FilterDefinition stripPrefixDefinition = new FilterDefinition();
                    Map<String, String> stripPrefixParams = new HashMap<>(8);
                    //StripPrefix参数表示在将请求发送到下游之前从请求中剥离的路径个数
                    stripPrefixDefinition.setName("StripPrefix");
                    stripPrefixParams.put(NameUtils.GENERATED_NAME_PREFIX + "0", "1");
                    stripPrefixDefinition.setArgs(stripPrefixParams);
                    filters.add(stripPrefixDefinition);
                    //yml配置中的predicates
                    definition.setPredicates(predicates);
                    //yml配置中的filters
                    definition.setFilters(filters);
                    definition.setUri(uri);
                    this.repository.save(Mono.just(definition)).subscribe();
                });
            }
            log.info("=============加载动态路由:{}==============", routeList.size());
        } catch (Exception e) {
            log.error("加载动态路由错误:{}", e);
        }
        return Mono.empty();
    }

    @Override
    public void setApplicationEventPublisher(ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher) {
        this.publisher = applicationEventPublisher;
    }
}

import com.baomidou.mybatisplus.annotation.IdType;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;
import lombok.NoArgsConstructor;

/**
 * 网关动态路由
 */
@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = true)
@NoArgsConstructor
@TableName("gateway_route")
public class GatewayRoute extends AbstractEntity {
    private static final long serialVersionUID = -2952097064941740301L;

    /**
     * 路由ID
     */
    @TableId(type = IdType.ID_WORKER)
    private Long routeId;

    /**
     * 路由名称
     */
    private String routeName;

    /**
     * 路径
     */
    private String path;

    /**
     * 服务ID
     */
    private String serviceId;

    /**
     * 完整地址
     */
    private String url;

    /**
     * 忽略前缀
     */
    private Integer stripPrefix;

    /**
     * 0-不重试 1-重试
     */
    private Integer retryable;

    /**
     * 状态:0-无效 1-有效
     */
    private Integer status;

    /**
     * 保留数据0-否 1-是 不允许删除
     */
    private Integer isPersist;

    /**
     * 路由说明
     */
    private String routeDesc;
}

动态刷新1：

import org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.annotation.RestControllerEndpoint;
import org.springframework.cloud.bus.endpoint.AbstractBusEndpoint;
import org.springframework.context.ApplicationEventPublisher;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;

/**
 * 自定义网关监控端点
 */
@RestControllerEndpoint(
        id = "open"
)
public class ApiEndpoint extends AbstractBusEndpoint {

    public ApiEndpoint(ApplicationEventPublisher context, String id) {
        super(context, id);
    }

    /**
     * 动态刷新
     */
    @PostMapping("/refresh")
    public ResultBody busRefreshWithDestination(@RequestParam(required = false) String destination) {
        this.publish(new RefreshRouteEvent(this, this.getInstanceId(), destination));
        return ResultBody.ok();
    }
}

动态刷新2：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.bus.BusProperties;
import org.springframework.context.ApplicationEventPublisher;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

/**
 * 自定义请求工具类
 */
@Slf4j
public class OpenRestTemplate extends RestTemplate {

    private ApplicationEventPublisher publisher;
    private BusProperties busProperties;

    public OpenRestTemplate(BusProperties busProperties, ApplicationEventPublisher publisher) {
        this.publisher = publisher;
        this.busProperties = busProperties;
    }
    

    /**
     * 刷新网关
     */
    public void refreshGateway() {
        try {
            publisher.publishEvent(new RefreshRouteEvent(this, busProperties.getId(), null));
            log.info("refreshGateway:success");
        } catch (Exception e) {
            log.error("refreshGateway error:{}", e.getMessage());
        }
    }
}

import io.swagger.annotations.Api;
import io.swagger.annotations.ApiOperation;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 系统接口资源管理
 */
@Api(tags = "系统接口资源管理")
@RestController
public class BaseApiController {
    @Autowired
    private OpenRestTemplate openRestTemplate;

    /**
     * 刷新网关
     */
    @ApiOperation(value = "刷新网关", notes = "刷新网关")
    @PostMapping("/refreshGateway")
    public ResultBody refreshGateway() {
        //刷新网关
        openRestTemplate.refreshGateway();
        return ResultBody.ok();
    }
}

动态限流：

实现方案与动态路由一致，修改动态路由中的loadRoutes()方法（从数据库中获取限流规则，与路由定义绑定，满足每个路由都有自己的限流规则）：底层：基于RequestRateLimiter，spring cloud gateway 的 RequestRateLimiter 使用令牌桶算法来控制请求速率；限流算法：令牌桶；系统会以一定的速度生成令牌，并将其放置到令牌桶中，可以将令牌桶想象成一个缓冲区（可以用队列这种数据结构来实现），当缓冲区填满的时候，新生成的令牌会被扔掉（除了要求能够限制数据的平均传输速率外，还允许某种程度的突发传输）：第一个是生成令牌的速度，一般称为 rate 。比如，我们设定 rate = 2 ，即每秒钟生成 2 个令牌，也就是每 1/2 秒生成一个令牌；第二个是令牌桶的大小，一般称为 burst 。比如，我们设定 burst = 10 ，即令牌桶最大只能容纳 10 个令牌。扩展：漏桶算法，漏桶算法思路很简单，水（请求）先进入到漏桶里，漏桶以一定的速度出水，当水流入速度过大会直接溢出，可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率。 replenishRate：你允许用户每秒执行多少请求，而不丢弃任何请求，这是令牌桶的填充速率； burstCapacity：允许用户在一秒钟内执行的最大请求数。这是令牌桶可以保存的令牌数，将此值设置为零将阻止所有请求；

private Mono<Void> loadRoutes() {
        //从数据库拿到路由配置
        try {
            List<GatewayRoute> routeList = jdbcTemplate.query(SELECT_ROUTES, new RowMapper<GatewayRoute>() {
                @Override
                public GatewayRoute mapRow(ResultSet rs, int i) throws SQLException {
                    GatewayRoute result = new GatewayRoute();
                    result.setRouteId(rs.getLong("route_id"));
                    result.setPath(rs.getString("path"));
                    result.setServiceId(rs.getString("service_id"));
                    result.setUrl(rs.getString("url"));
                    result.setStatus(rs.getInt("status"));
                    result.setRetryable(rs.getInt("retryable"));
                    result.setStripPrefix(rs.getInt("strip_prefix"));
                    result.setIsPersist(rs.getInt("is_persist"));
                    result.setRouteName(rs.getString("route_name"));
                    return result;
                }
            });
            List<RateLimitApi> limitApiList = jdbcTemplate.query(SELECT_LIMIT_PATH, new RowMapper<RateLimitApi>() {
                @Override
                public RateLimitApi mapRow(ResultSet rs, int i) throws SQLException {
                    RateLimitApi result = new RateLimitApi();
                    result.setPolicyId(rs.getLong("policy_id"));
                    result.setPolicyName(rs.getString("policy_name"));
                    result.setServiceId(rs.getString("service_id"));
                    result.setPath(rs.getString("path"));
                    result.setApiId(rs.getLong("api_id"));
                    result.setApiCode(rs.getString("api_code"));
                    result.setApiName(rs.getString("api_name"));
                    result.setApiCategory(rs.getString("api_category"));
                    result.setLimitQuota(rs.getLong("limit_quota"));
                    result.setIntervalUnit(rs.getString("interval_unit"));
                    result.setUrl(rs.getString("url"));
                    return result;
                }
            });
            if (limitApiList != null) {
                // 加载限流
                limitApiList.forEach(item -> {
                    long[] arry = ResourceLocator.getIntervalAndQuota(item.getIntervalUnit());
                    Long refreshInterval = arry[0];
                    Long quota = arry[1];
                    // 允许用户每秒处理多少个请求
                    long replenishRate = item.getLimitQuota() / refreshInterval;
                    replenishRate = replenishRate < 1 ? 1 : refreshInterval;
                    // 令牌桶的容量，允许在一秒钟内完成的最大请求数
                    long burstCapacity = replenishRate * 2;
                    RouteDefinition definition = new RouteDefinition();
                    List<PredicateDefinition> predicates = Lists.newArrayList();
                    List<FilterDefinition> filters = Lists.newArrayList();
                    definition.setId(item.getApiId().toString());
                    PredicateDefinition predicatePath = new PredicateDefinition();
                    String fullPath = getFullPath(routeList, item.getServiceId(), item.getPath());
                    Map<String, String> predicatePathParams = new HashMap<>(8);
                    predicatePath.setName("Path");
                    predicatePathParams.put("pattern", fullPath);
                    predicatePathParams.put("pathPattern", fullPath);
                    predicatePathParams.put("_rateLimit", "1");
                    predicatePath.setArgs(predicatePathParams);
                    predicates.add(predicatePath);
                    // 服务地址
                    URI uri = UriComponentsBuilder.fromUriString(StringUtils.isNotBlank(item.getUrl()) ? item.getUrl() : "lb://" + item.getServiceId()).build().toUri();
                    // 路径去前缀
                    FilterDefinition stripPrefixDefinition = new FilterDefinition();
                    Map<String, String> stripPrefixParams = new HashMap<>(8);
                    stripPrefixDefinition.setName("StripPrefix");
                    stripPrefixParams.put(NameUtils.GENERATED_NAME_PREFIX + "0", "1");
                    stripPrefixDefinition.setArgs(stripPrefixParams);
                    filters.add(stripPrefixDefinition);
                    // 限流
                    FilterDefinition rateLimiterDefinition = new FilterDefinition();
                    Map<String, String> rateLimiterParams = new HashMap<>(8);
                    rateLimiterDefinition.setName("RequestRateLimiter");
                    //令牌桶流速
                    rateLimiterParams.put("redis-rate-limiter.replenishRate", String.valueOf(replenishRate));
                    //令牌桶容量
                    rateLimiterParams.put("redis-rate-limiter.burstCapacity", String.valueOf(burstCapacity));
                    //限流策略(#{@BeanName})
                    rateLimiterParams.put("key-resolver", "#{@pathKeyResolver}");
                    rateLimiterDefinition.setArgs(rateLimiterParams);
                    //限流策略与filters绑定
                    filters.add(rateLimiterDefinition);
                    //指定限流prodicates
                    definition.setPredicates(predicates);
                    //filters与路由定义绑定
                    definition.setFilters(filters);
                    definition.setUri(uri);
                    this.repository.save(Mono.just(definition)).subscribe();
                });
            }
            
            log.info("=============加载动态路由:{}==============", routeList.size());
            log.info("=============加载动态限流:{}==============", limitApiList.size());
        } catch (Exception e) {
            log.error("加载动态路由错误:{}", e);
        }
        return Mono.empty();
    }

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