Laravel Route(路由)匹配原始碼分析

基於laravel10分析
這裡不分析是怎麼走到路由的，只分析路由是怎麼匹配的
直接看Illuminate\Routing\Router類的findRoute方法
這裡是去查詢對應的路由
看一下這個方法做了什麼處理

$this->routes = new RouteCollection;

protected function findRoute($request)
{
        $this->events->dispatch(new Routing($request));
        //這裡是去匹配路由
        $this->current = $route = ①$this->routes->match($request);

        $route->setContainer($this->container);

        $this->container->instance(Route::class, $route);

        return $route;
}

①看一下Illuminate\Routing\RouteCollection類的match方法做了什麼處理

 public function match(Request $request)
    {
        //前面的文章分析了路由是怎麼註冊的，每個請求方法都對應一個路由陣列
        //這裡就是去獲取當前請求對應的路由陣列
        $routes = $this->get($request->getMethod());
        //這裡是去看路由陣列中是否存在匹配的路由
        $route = ②$this->matchAgainstRoutes($routes, $request);
        //這裡是處理匹配到的路由 最後面再來分析這個
        return $this->handleMatchedRoute($request, $route);
    }

②看一下Illuminate\Routing\RouteCollection類的matchAgainstRoutes方法做了什麼處理

protected function matchAgainstRoutes(array $routes, $request, $includingMethod = true)
{
        //這裡是把回退路由和普通理由分離
        [$fallbacks, $routes] = collect($routes)->partition(function ($route) {
            return $route->isFallback;
        });
        //把回退路由放到最後面去防止干擾路由匹配
        return $routes->merge($fallbacks)->first(
            fn (Route $route) => ③$route->matches($request, $includingMethod)
        );
 }

③看一下Illuminate\Routing\Route類的matches方法做了什麼處理

public function matches(Request $request, $includingMethod = true)
{
        //這裡是重點
        //編譯路由
        ④$this->compileRoute();
        //這裡就是去匹配規則
       foreach (self::getValidators() as $validator) {
               //!$includingMethod 這個是用於沒有在對應的請求方法中找到路由的時候 查詢其他方式中是否存在 存在就丟擲一個405的異常
            if (! $includingMethod && $validator instanceof MethodValidator) {
                continue;
            }
            //這裡就是去呼叫對應類的matches方法 看是否能匹配
            if (! $validator->matches($this, $request)) {
                return false;
            }
       }
}

public static function getValidators()
{
    if (isset(static::$validators)) {
        return static::$validators;
    }

return static::$validators = [
    //驗證路徑
    new UriValidator,
    //驗證方法
    new MethodValidator,
    //驗證協議
    new SchemeValidator, 
    //驗證域名
    new HostValidator,
];
}

④看一下Illuminate\Routing\Route類的compileRoute方法做了什麼處理

protected function compileRoute()
{
        if (! $this->compiled) {
            //這裡是交給了Symfony的路由元件去做處理了
            $this->compiled = ⑤$this->toSymfonyRoute()->compile();
        }

        return $this->compiled;
}

④看一下Illuminate\Routing\Route類的toSymfonyRoute方法做了什麼處理

use Symfony\Component\Routing\Route as SymfonyRoute;

public function toSymfonyRoute()
{
        //這裡是例項化Symfony的路由元件
        return new ⑤SymfonyRoute(
            //去掉引數可選(路徑去掉引數問號)
            preg_replace('/\{(\w+?)\?\}/', '{$1}', $this->uri()),
            //獲取可選引數
            $this->getOptionalParameterNames(),
            //正規表示式陣列
            $this->wheres, 
            //選項引數 固定傳入這個
            ['utf8' => true],
            //獲取domain
            $this->getDomain() ?: '', 
            //協議http/https
            [], 
            //路由請求方法
            $this->methods
        );
 }

protected function getOptionalParameterNames()
{
    //匹配可選引數
    preg_match_all('/\{(\w+?)\?\}/', $this->uri(), $matches);
    //用引數名稱為key 值填充null
    return isset($matches[1]) ? array_fill_keys($matches[1], null) : [];
}

⑤看一下Symfony\Component\Routing\Route類的__construct建構函式做了什麼處理

public function __construct(string $path, array $defaults = [], array $requirements = [], array $options = [], ?string $host = '', string|array $schemes = [], string|array $methods = [], ?string $condition = '')
 {
        $this->setPath($path);
        $this->addDefaults($defaults);
        $this->addRequirements($requirements);
        $this->setOptions($options);
        $this->setHost($host);
        $this->setSchemes($schemes);
        $this->setMethods($methods);
        $this->setCondition($condition);
 }

public function setPath(string $pattern): static
{
    //這個在下面有說明
    $pattern = $this->extractInlineDefaultsAndRequirements($pattern);

    $this->path = '/'.ltrim(trim($pattern), '/');
    $this->compiled = null;

    return $this;
}

public function addDefaults(array $defaults): static
{
    //這裡先不用看 這個是Symfony 路由元件的特殊路由引數
    if (isset($defaults['_locale']) && $this->isLocalized()) {
        unset($defaults['_locale']);
    }

    foreach ($defaults as $name => $default) {
        $this->defaults[$name] = $default;
    }
    $this->compiled = null;

    return $this;
}

public function addRequirements(array $requirements): static
{
    //這裡先不用看 這個是Symfony 路由元件的特殊路由引數
    if (isset($requirements['_locale']) && $this->isLocalized()) {
        unset($requirements['_locale']);
    }

    foreach ($requirements as $key => $regex) {
        $this->requirements[$key] = $this->sanitizeRequirement($key, $regex);
    }
    $this->compiled = null;

    return $this;
}

public function setOptions(array $options): static
{
    $this->options = [
        'compiler_class' => \Symfony\Component\Routing\RouteCompiler::class,
    ];

    return $this->addOptions($options);
}

public function setHost(?string $pattern): static
{
    //這裡和setPath方法中的方法相同 下面有說明
    $this->host = $this->extractInlineDefaultsAndRequirements((string) $pattern);
    $this->compiled = null;

    return $this;
}

public function setSchemes(string|array $schemes): static
{
    $this->schemes = array_map('strtolower', (array) $schemes);
    $this->compiled = null;

    return $this;
}

public function setMethods(string|array $methods): static
{
    $this->methods = array_map('strtoupper', (array) $methods);
    $this->compiled = null;

    return $this;
}

public function setCondition(?string $condition): static
{
    $this->condition = (string) $condition;
    $this->compiled = null;

    return $this;
}

private function extractInlineDefaultsAndRequirements(string $pattern): string
{
    if (false === strpbrk($pattern, '?<')) {
        return $pattern;
    }

    //這裡是路由引數是否有預設值和正則驗證
    //例如 'a.b.{ccc<[a-z]+>?dasd}'
    return preg_replace_callback('#\{(!?)([\w\x80-\xFF]++)(<.*?>)?(\?[^\}]*+)?\}#', function ($m) {
        //以上面例子說明
        //$m[4]是第四個捕獲組中的值(這裡是?dasd) (字串可以用陣列的方式去下標 就是對應的第幾位字元)
        if (isset($m[4][0])) {
            //設定預設值  $m[2]就是第二個捕獲組中的值(這裡是ccc)
            //如果只有問號 那預設值就是null 否則就是問號後面的值為預設值(這裡是dasd)
            $this->setDefault($m[2], '?' !== $m[4] ? substr($m[4], 1) : null);
        }
        ///$m[3]是第三個捕獲組中的值(這裡是<[a-z]+>)
        if (isset($m[3][0])) {
            //設定正則驗證
            //substr($m[3], 1, -1) 這裡就是過濾兩邊的"<>"得到裡面的正規表示式
            $this->setRequirement($m[2], substr($m[3], 1, -1));
        }

        return '{'.$m[1].$m[2].'}';
    }, $pattern);
}

⑤初始化完Symfony路由元件後，會呼叫Symfony路由元件的compile方法
看一下這個方法做了什麼處理

public function compile(): CompiledRoute
{
        if (null !== $this->compiled) {
            return $this->compiled;
        }
        //這裡就是拿setOption方法中設定的compiler_class
        //對應Symfony\Component\Routing\RouteCompiler類
        $class = $this->getOption('compiler_class');

        return $this->compiled = ⑥$class::compile($this);
 }

⑥看一下Symfony\Component\Routing\RouteCompiler類的compile方法做了什麼處理

public static function compile(Route $route): CompiledRoute
 {
        $hostVariables = [];
        $variables = [];
        $hostRegex = null;
        $hostTokens = [];

        //是否設定了host(對應laravel中的domain)
        if ('' !== $host = $route->getHost()) {
            //編譯匹配
            $result = ⑦self::compilePattern($route, $host, true);

            $hostVariables = $result['variables'];
            $variables = $hostVariables;

            $hostTokens = $result['tokens'];
            $hostRegex = $result['regex'];
        }
        //這裡是symfony路由元件的特殊路由引數  這裡先不分析這個
        $locale = $route->getDefault('_locale');
        if (null !== $locale && null !== $route->getDefault('_canonical_route') && preg_quote($locale) === $route->getRequirement('_locale')) {
            unset($requirements['_locale']);
            $route->setRequirements($requirements);
            $route->setPath(str_replace('{_locale}', $locale, $route->getPath()));
        }

        $path = $route->getPath();
        //這裡和host一樣 也是編譯匹配
        $result = self::compilePattern($route, $path, false);

        $staticPrefix = $result['staticPrefix'];

        $pathVariables = $result['variables'];

        foreach ($pathVariables as $pathParam) {
            //這裡也是symfony路由元件的特殊路由引數  這裡先不分析這個
            if ('_fragment' === $pathParam) {
                throw new \InvalidArgumentException(sprintf('Route pattern "%s" cannot contain "_fragment" as a path parameter.', $route->getPath()));
            }
        }

        $variables = array_merge($variables, $pathVariables);

        $tokens = $result['tokens'];
        $regex = $result['regex'];

        return new CompiledRoute(
            $staticPrefix,
            $regex,
            $tokens,
            $pathVariables,
            $hostRegex,
            $hostTokens,
            $hostVariables,
            array_unique($variables)
        );
}

⑦看一下Symfony\Component\Routing\RouteCompiler類的compilePattern方法做了什麼處理

private static function compilePattern(Route $route, string $pattern, bool $isHost): array
 {
        $tokens = [];
        $variables = [];
        $matches = [];
        $pos = 0;
        //因為host和path都會來這裡 如果是host 預設分隔符是"." 反之 預設分隔符是"/"
        $defaultSeparator = $isHost ? '.' : '/';
        //這裡是驗證host和path 是否是utf8編碼字元
        $useUtf8 = preg_match('//u', $pattern);
        //這裡是字元是否必須是utf8編碼字元
        $needsUtf8 = $route->getOption('utf8');
        //英文字元的編碼在\x01-\x79(1-127)之間，[\x80-\xff]表示非ASCII碼字元，匹配中文字元
        //如果字元不需要是utf8編碼字元 且  使用了utf8字元 且是存在中文字元 就丟擲異常
        if (!$needsUtf8 && $useUtf8 && preg_match('/[\x80-\xFF]/', $pattern)) {
            throw new \LogicException(sprintf('Cannot use UTF-8 route patterns without setting the "utf8" option for route "%s".', $route->getPath()));
        }
        //使用了不是utf8編碼字元 且 字元是否必須是utf8編碼字元 就丟擲異常
        if (!$useUtf8 && $needsUtf8) {
            throw new \LogicException(sprintf('Cannot mix UTF-8 requirements with non-UTF-8 pattern "%s".', $pattern));
        }

          //這裡是匹配路由引數  
        //\PREG_OFFSET_CAPTURE  匹配返回時會增加它相對目標字串的位元組偏移量
        //\PREG_SET_ORDER 結果排序為$matches[0]包含第一次匹配得到的所有匹配(包含子組)， $matches[1]是包含第二次匹配到的所有匹配(包含子組)的陣列，以此類推。
        preg_match_all('#\{(!)?([\w\x80-\xFF]+)\}#', $pattern, $matches, \PREG_OFFSET_CAPTURE | \PREG_SET_ORDER);
        foreach ($matches as $match) {
            //這裡就是檢測是否存在"!" 後面會說這個的作用
            $important = $match[1][1] >= 0;
            //拿到路由引數名
            $varName = $match[2][0];
             //這裡是獲取當前路由引數前的靜態文字 
            //例如 /a/b.{num1}/c/{num2}
            //靜態文字就是/a/b. 和 /c/
            $precedingText = substr($pattern, $pos, $match[0][1] - $pos);
            //這裡是把下標移到當前路由引數的最後一位字元後一位
            $pos = $match[0][1] + \strlen($match[0][0]);
            //如果前面的靜態文字為空
            if (!\strlen($precedingText)) {
                //前面一位字元設定為空
                $precedingChar = '';
            } elseif ($useUtf8) {
                //匹配當前靜態文字的最後一位字元
                preg_match('/.$/u', $precedingText, $precedingChar);
                //獲取到最後一位字元
                $precedingChar = $precedingChar[0];
            } else {
                //獲取到最後一位字元
                $precedingChar = substr($precedingText, -1);
            }
            //是否為分隔符
            //public const SEPARATORS = '/,;.:-_~+*=@|'; 這些字元都是分隔符
            $isSeparator = '' !== $precedingChar && str_contains(static::SEPARATORS, $precedingChar);

             //變數不能是以數字開頭
            if (preg_match('/^\d/', $varName)) {
                throw new \DomainException(sprintf('Variable name "%s" cannot start with a digit in route pattern "%s". Please use a different name.', $varName, $pattern));
            }
            //路由引數名不能一樣
            if (\in_array($varName, $variables)) {
                throw new \LogicException(sprintf('Route pattern "%s" cannot reference variable name "%s" more than once.', $pattern, $varName));
            }
            ///路由引數名超過設定的最大長度
            if (\strlen($varName) > self::VARIABLE_MAXIMUM_LENGTH) {
                throw new \DomainException(sprintf('Variable name "%s" cannot be longer than %d characters in route pattern "%s". Please use a shorter name.', $varName, self::VARIABLE_MAXIMUM_LENGTH, $pattern));
            }
            //如果是分隔符 且 文字不等於分隔符 證明前面有靜態文字
            if ($isSeparator && $precedingText !== $precedingChar) {
                //當前這個token就被標記為text 去掉最後的分隔符
                $tokens[] = ['text', substr($precedingText, 0, -\strlen($precedingChar))];
            } 
            //如果不是分隔符 且 靜態文字不是空
            elseif (!$isSeparator && '' !== $precedingText) {
                //當前這個token就被標記為text 因為沒有分隔符 所以不用去掉最後的分隔符
                $tokens[] = ['text', $precedingText];
            }
            //獲取路由引數的正規表示式
            $regexp = $route->getRequirement($varName);
            if (null === $regexp) {
                //如果沒有正規表示式 建立一個正規表示式

                //這裡是拿到當前路由引數的後面的字串
                $followingPattern = (string) substr($pattern, $pos);
                   //這裡是拿到後一個分隔符 禁止使用者輸入這個符號
                $nextSeparator = self::findNextSeparator($followingPattern, $useUtf8);
                //這個正規表示式就是排除/和下一個分隔符
                //例如 [^/@]+   [^/]+ 
                $regexp = sprintf(
                    '[^%s%s]+',
                    preg_quote($defaultSeparator),
                    $defaultSeparator !== $nextSeparator && '' !== $nextSeparator ? preg_quote($nextSeparator) : ''
                );
                //如果(沒有下一個分隔符 且 不是以路由引數開頭) 或者 當前路由引數的後面的字串為空
                if (('' !== $nextSeparator && !preg_match('#^\{[\w\x80-\xFF]+\}#', $followingPattern)) || '' === $followingPattern) {
                    //這裡是最佳化正則 防止無用的正則回溯
                    $regexp .= '+';
                }
            } else {
                // 存在正規表示式

                //如果正規表示式存在不是utf8編碼字元
                if (!preg_match('//u', $regexp)) {
                    $useUtf8 = false;
                } 
                //如果不需要utf8編碼 但是這個正則存在utf8編碼字元 (這個正規表示式的後半部分我沒怎麼看懂，整體意思應該是存在utf8編碼字元)
                elseif (!$needsUtf8 && preg_match('/[\x80-\xFF]|(?<!\\\\)\\\\(?:\\\\\\\\)*+(?-i:X|[pP][\{CLMNPSZ]|x\{[A-Fa-f0-9]{3})/', $regexp)) {
                    throw new \LogicException(sprintf('Cannot use UTF-8 route requirements without setting the "utf8" option for variable "%s" in pattern "%s".', $varName, $pattern));
                }

                if (!$useUtf8 && $needsUtf8) {
                    throw new \LogicException(sprintf('Cannot mix UTF-8 requirement with non-UTF-8 charset for variable "%s" in pattern "%s".', $varName, $pattern));
                }
                //這裡是給有括號的地方在(後面加一個 ?: 不捕獲這個 這裡就不貼這個程式碼了
                $regexp = self::transformCapturingGroupsToNonCapturings($regexp);
            }
            //這裡就是上面那個"!"
            if ($important) {
                //最後一位元素標記為true 後面還會說明
                //當前token 標記為variable 第二個元素是 前面一位是否是分隔符
                $token = ['variable', $isSeparator ? $precedingChar : '', $regexp, $varName, false, true];
            } else {
                $token = ['variable', $isSeparator ? $precedingChar : '', $regexp, $varName];
            }

            $tokens[] = $token;
            $variables[] = $varName;
        }
        //這裡的意思是最後一段是靜態文字
        if ($pos < \strlen($pattern)) {
            $tokens[] = ['text', substr($pattern, $pos)];
        }

        //第一個可選的路由引數 先初始化一個值
        $firstOptional = \PHP_INT_MAX;
        //這裡是隻處理path  
        //應該是host上的引數都是必填的吧 不然host就不是正常的host了
        if (!$isHost) {
            //從後往前面處理 因為如果一個引數後面存在靜態文字 就算設定了可選 也是不生效的 也是需要必填的
            for ($i = \count($tokens) - 1; $i >= 0; --$i) {
                $token = $tokens[$i];
                // variable is optional when it is not important and has a default value
                //!($token[5] ?? false) 這個就是那個"!"的作用 如果設定了"!"  那前面的引數就算有"?"也會不生效了 感嘆號感覺就是必填的意思(如果沒有感嘆號和問號都沒有 也是必填)
                if ('variable' === $token[0] && !($token[5] ?? false) && $route->hasDefault($token[3])) {
                    $firstOptional = $i;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }

        //這裡就是去組裝正規表示式
        $regexp = '';
        for ($i = 0, $nbToken = \count($tokens); $i < $nbToken; ++$i) {
            //編譯正則 下面有說明
            $regexp .= self::computeRegexp($tokens, $i, $firstOptional);
        }
        $regexp = '{^'.$regexp.'$}sD'.($isHost ? 'i' : '');

        // enable Utf8 matching if really required
        if ($needsUtf8) {
            $regexp .= 'u';
            for ($i = 0, $nbToken = \count($tokens); $i < $nbToken; ++$i) {
                if ('variable' === $tokens[$i][0]) {
                    $tokens[$i][4] = true;
                }
            }
        }

        return [
            //這裡是確定路由可能的最長靜態字首
            'staticPrefix' => self::determineStaticPrefix($route, $tokens),
            'regex' => $regexp,
            'tokens' => array_reverse($tokens),
            'variables' => $variables,
        ];
 }

private static function computeRegexp(array $tokens, int $index, int $firstOptional): string
{
    $token = $tokens[$index];
    if ('text' === $token[0]) {
        //如果是文字 就直接轉義返回
        return preg_quote($token[1]);
    } else {
        // 如果是變數
        //這裡表示整個path都是路由引數 不然$firstOptional不為0 中間有任何靜態文字都不會為0
        //我感覺這個if 和直接和else合併 直接使用else中的程式碼 (不清楚這裡有什麼特殊含義)
        if (0 === $index && 0 === $firstOptional) {
            //所以這裡是可選 最後一位是?
            return sprintf('%s(?P<%s>%s)?', preg_quote($token[1]), $token[3], $token[2]);
        } else {
            $regexp = sprintf('%s(?P<%s>%s)', preg_quote($token[1]), $token[3], $token[2]);
            //如果下標大於等於第一個可選 證明後面的都是可選
            if ($index >= $firstOptional) {
                //?:不捕獲組
                $regexp = "(?:$regexp";
                $nbTokens = \count($tokens);
                if ($nbTokens - 1 == $index) {
                    //舉例 ((()?)?)? 就是前面加了多少個括號 後面就補多少個")?"
                    $regexp .= str_repeat(')?', $nbTokens - $firstOptional - (0 === $firstOptional ? 1 : 0));
                }
            }

            return $regexp;
        }
    }
}

在Laravel框架中，只用到了regex這個key，其他key好像沒有用到，好了，Symfony路由元件編譯就分析完了
回到Illuminate\Routing\RouteCollection類的match方法，在這個方法最後還有呼叫了一個方法，在上面說到最後來分析這個方法
看一下Illuminate\Routing\RouteCollection類的handleMatchedRoute方法做了什麼處理

protected function handleMatchedRoute(Request $request, $route)
 {
        if (! is_null($route)) {
            return ⑧$route->bind($request);
        }
        //後續操作就是沒有匹配到路由的時候
        ...
}

⑧看一下Illuminate\Routing\Route類的bind方法做了什麼處理

public function bind(Request $request)
 {
         //這裡是編譯路由 上面已經分析了
        $this->compileRoute();
        //這裡是解析路由引數
        $this->parameters = ⑨(new RouteParameterBinder($this))
                        ->parameters($request);
        //這裡是原始引數 因為parameters有的引數會轉化為模型
        $this->originalParameters = $this->parameters;

        return $this;
}

⑨看一下Illuminate\Routing\RouteParameterBinder類的parameters方法做了什麼處理

public function parameters($request)
{
       //繫結路徑引數
        $parameters = $this->bindPathParameters($request);

        if (! is_null($this->route->compiled->getHostRegex())) {
            //繫結host引數
            $parameters = $this->bindHostParameters(
                $request, $parameters
            );
        }
        //將null引數替換為其預設值
        return $this->replaceDefaults($parameters);
}

protected function bindPathParameters($request)
{
    $path = '/'.ltrim($request->decodedPath(), '/');
    //這裡就是獲取捕獲組的引數
    preg_match($this->route->compiled->getRegex(), $path, $matches);
    //匹配key
    return $this->matchToKeys(array_slice($matches, 1));
}

protected function bindHostParameters($request, $parameters)
{
    //這裡就是獲取捕獲組的引數
    preg_match($this->route->compiled->getHostRegex(), $request->getHost(), $matches);
    //匹配合並
    return array_merge($this->matchToKeys(array_slice($matches, 1)), $parameters);
}

protected function matchToKeys(array $matches)
{
    if (empty($parameterNames = $this->route->parameterNames())) {
        return [];
    }

    //取交集
    $parameters = array_intersect_key($matches, array_flip($parameterNames));
    //過濾空的
    return array_filter($parameters, function ($value) {
        return is_string($value) && strlen($value) > 0;
    });
}

protected function replaceDefaults(array $parameters)
{
    foreach ($parameters as $key => $value) {
        $parameters[$key] = $value ?? Arr::get($this->route->defaults, $key);
    }
    //迴圈預設值陣列
    foreach ($this->route->defaults as $key => $value) {
        if (! isset($parameters[$key])) {
            $parameters[$key] = $value;
        }
    }

    return $parameters;
}

看一下Illuminate\Routing\RouteCollection類的handleMatchedRoute方法後續做了什麼處理

protected function handleMatchedRoute(Request $request, $route)
 {
       ...
         //後續操作就是沒有匹配到路由的時候  
        //這裡是去獲取除了當前請求方法外的剩餘的方法 去裡面找看能否找到匹配的
        $others = $this->checkForAlternateVerbs($request);

        if (count($others) > 0) {
            return $this->getRouteForMethods($request, $others);
        }

        throw new NotFoundHttpException(sprintf(
            'The route %s could not be found.',
            $request->path()
        ));
}

protected function getRouteForMethods($request, array $methods)
{
    //這裡是OPTIONS請求
    if ($request->isMethod('OPTIONS')) {
        return (new Route('OPTIONS', $request->path(), function () use ($methods) {
            return new Response('', 200, ['Allow' => implode(',', $methods)]);
        }))->bind($request);
    }
    //這裡就是丟擲方法不被允許的異常
    $this->requestMethodNotAllowed($request, $methods, $request->method());
}

protected function requestMethodNotAllowed($request, array $others, $method)
{
    throw new MethodNotAllowedHttpException(
        $others,
        sprintf(
            'The %s method is not supported for route %s. Supported methods: %s.',
            $method,
            $request->path(),
            implode(', ', $others)
        )
    );
}

以上就是路由匹配大概流程了，如果有寫的有誤的地方，請大佬們指正

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