Android Json 数据解析优化

news2024/9/25 3:28:16

文章目录

  • 基于 Gson 的 Json 数据解析库
    • 1. 背景
    • 2. 使用
      • 2.1 在模块下的 `build.gradle` 文件中加入远程依赖
      • 2.2 常规使用
      • 2.3 其它 API
      • 2.3 Retrofit 替换 Gson
    • 3. Json 数据解析库 UML 类图与时序图
      • 3.1 json-parse 类图
      • 3.2 json-parse 时序图
    • 4. Json 工具类（JsonUtils）
    • 5. Json 解析容错兜底（GsonFactory）
      • 5.1 容错支持的数据类型
      • 5.2 容错处理规则
      • 5.3 GsonFactory 容错工厂适配器
    • 6. Json 异常上报
    • 7. Json 解析库 AB Test
    • 8. Json 脏数据纠正
    • 9. Json 解析库容错覆盖（单元测试）
    • 10. 探讨
      • 10.1 有没有必要处理 Json 解析容错兜底？
      • 10.2 如果后端用的是 Java，还有必要处理容错吗？
      • 10.3 iOS 和前端是如何进行 Json 数据解析？
        • 10.3.1 iOS 端如何进行 Json 数据解析？
        • 10.3.2 前端如何进 Json 数据解析？
    • 11 参考资料

基于 Gson 的 Json 数据解析库

1. 背景

  • 不知道大家在开发的过程中有没有遇见过 Json 数据解析异常等错误，咱们分析其原因大多数是因为其返回的 Json 数据结构与预期的数据结构不一致导致的，而数据结构不一致的来源主要有两点：
  • （1）后端返回的 Json 数据结构与预期的 Json 数据结构不一致，或者存在某些 bug 导致返回的 Json 数据结构不一致；
  • （2）某个字段后端接收的就是一个 Json 字符串，且后端并不关心这个字段具体的内容，而这个 Json 字符串 是由业务端生成（Andorid、iOS、前端、PC），然而多端定义不统一或者某端 bug 也会导致返回的 Json 数据结构不一致。
  • 针对于上述的业务背景，我们希望该解析库能做到如下功能：
  • （1）统一项目中 Json 数据解析的调用，从而方便统一调用来源；
  • （2）针对于某些业务场景有对应的 Json 解析容错兜底方案，以防止因为某些字段数据结构错误而导致整个数据类无法生成；
  • （3）对应的 Json 异常上报机制，能够方便追溯线下线上存在的 Json 数据结构异常问题。

2. 使用

2.1 在模块下的 build.gradle 文件中加入远程依赖

dependencies {
  // Json 解析库
  implementation 'cn.eeo.android.core:json-parse:1.0.0-alpha01'
}
  • 需要注意的是：该 Json 解析库使用的 Gson 框架是基于 2.10 版本， 请保持版本统一，否则将会出现版本兼容问题；

2.2 常规使用

  • 使用 JsonUtils 类中的方法即可满足需求，具体可看后续的第 4 点；

2.3 其它 API

// 设置自定义的 Gson 对象
GsonFactory.setSingletonGson(Gson)

// 创建一个 Gson 构建器（已容错兜底）
val gsonBuilder : GsonBuilder = GsonFactory.newGsonBuilder();

// 注册类型适配器
GsonFactory.registerTypeAdapterFactory(TypeAdapterFactory)

// 注册构造函数创建器
GsonFactory.registerInstanceCreator(Type, InstanceCreator<*>)

// 添加反射访问过滤器
GsonFactory.addReflectionAccessFilter(ReflectionAccessFilter)

// 设置 Json 解析容错监听，具体可看后续的第 6 点

2.3 Retrofit 替换 Gson

val retrofit: Retrofit = Retrofit.Builder()
  .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create(GsonFactory.getSingletonGson()))
  .build()
  • 需要注意的是：Retrofit 替换会不会影响到整体范围，因为容错也不是万能，需要具体业务具体分析。

3. Json 数据解析库 UML 类图与时序图

3.1 json-parse 类图

image

  • 需要注意的是：原图预览请点击此处

3.2 json-parse 时序图

image

  • 需要注意的是：原图预览请点击此处

4. Json 工具类（JsonUtils）

方法名含义
Gson createDefaultGson()创建并返回默认的 Gson，具有容错兜底机制
setGson(String, Gson)设置 Gson 对象
Gson getGson获取默认的 Gson
Gson getGson(String)根据 key 键获取并返回 Gson
String toJson(Any)、String toJson(Any, Type)、String toJson(Gson, Any)、String toJson(Gson, Any, Type)对象转 Json 串
T fromJson(String, Class<T>)、T fromJson(String, Type)、T fromJson(Reader, Class<T>)、T fromJson(Reader, Type)、T fromJson(Gson, String, Class<T>)、T fromJson(Gson, String, Type)、T fromJson(Gson, Reader, Class<T>)、T fromJson(Gson, Reader, Type)Json 串转对象
Type getListType(Type)获取链表类型
Type getSetType(Type)获取集合类型
Type getMapType(Type, Type)获取字典类型
Type getArrayType(Type)获取数组类型
Type getType(Type, Type)获取类型
void setJsonCallback(JsonCallback)设置 Json 解析异常监听器
JsonCallback getJsonCallback()获取并返回 Json 解析异常监听器

5. Json 解析容错兜底（GsonFactory）

5.1 容错支持的数据类型

支持的数据类型含义
String字符串
boolean/Boolean布尔值
int/Integer整数，属于数值类
long/Long长整数，属于数值类
float/Float单精度浮点数，属于数值类
double/Double双精度浮点数，属于数值类
BigDecimal精度更高的浮点数，属于数值类
Array数组集合
BeanBean 类
MapMap 集合
JSONArray
JSONObject

5.2 容错处理规则

  • 大家可能觉得 Gson 解析容错没什么，那是因为我们对 Gson 解析失败的场景没有了解过：
  • 惊吓不断：后端有数据时返回 JsonObject 类型，没数据返回 []，Gson 会直接抛出异常；
  • 意想不到：如果客户端定义的是 boolean 类型，但是后台返回的是 0 或者 1，Gson 会直接抛出异常；
  • 措手不及：如果客户端定义的是 int 或者 long 类型，但是后台返回的是 float 或者 double 类型，Gson 会直接抛出异常。
  • 基于上述，定义了如下容错处理规则：
  • （1）如果后端返回的类型和客户端定义的类型不匹配，框架就跳过解析这个字段，不影响其它字段正常解析；
  • （2）如果客户端定义的是 boolean 类型，但是后台返回整数，框架则将非 0 的数值则赋值为 true，否则为 false；
  • （3）如果客户端定义的是 int 或者 long 类型，但后台返回浮点数，框架就对数值进行直接取整并赋值给字段。

5.3 GsonFactory 容错工厂适配器

/**
 * @Author: xing.tang
 * @Date: 2023/2/16-15:17
 * @Description: 基于 Gson 的 Json 解析容错工厂适配器
 */
class GsonFactory private constructor() {
  companion object {

    /**
     * 根据"对象类型"存储"构造函数创建器"的 ArrayMap 集合
     */
    private val INSTANCE_CREATORS = ArrayMap<Type, InstanceCreator<*>>(0)

    /**
     * 存储"类型解析适配器"的 MutableList 集合
     */
    private val TYPE_ADAPTER_FACTORIES: MutableList<TypeAdapterFactory> = mutableListOf()

    /**
     * 存储"反射访问过滤器"的 MutableList 集合
     */
    private val REFLECTION_ACCESS_FILTERS: MutableList<ReflectionAccessFilter> = mutableListOf()

    @Volatile
    private var singletonGson: Gson? = null

    /**
     * 获取单利的 Gson 对象
     *
     * @return Gson
     */
    fun getSingletonGson(): Gson =
      singletonGson ?: synchronized(this) {
        singletonGson ?: newGsonBuilder().create().also {
          singletonGson = it
        }
      }

    /**
     * 设置单例的 Gson 对象
     *
     * @param gson Gson
     */
    fun setSingletonGson(gson: Gson) {
      this.singletonGson = gson
    }

    /**
     * 创建并返回默认的 Gson 构建对象
     */
    fun newGsonBuilder(): GsonBuilder {
      val gsonBuilder = GsonBuilder()
      if (! BuildConfig.DEBUG) {
        val constructor = ConstructorConstructor(INSTANCE_CREATORS, true, REFLECTION_ACCESS_FILTERS)
        gsonBuilder.registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(String::class.java, StringTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(Boolean::class.javaPrimitiveType, Boolean::class.java, BooleanTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(Int::class.javaPrimitiveType, Int::class.java, IntegerTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(Long::class.javaPrimitiveType, Long::class.java, LongTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(Float::class.javaPrimitiveType, Float::class.java, FloatTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(Double::class.javaPrimitiveType, Double::class.java, DoubleTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(BigDecimal::class.java, BigDecimalTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(CollectionTypeAdapterFactory(constructor))
          .registerTypeAdapterFactory(ReflectiveTypeAdapterFactory(constructor, FieldNamingPolicy.IDENTITY, Excluder.DEFAULT))
          .registerTypeAdapterFactory(MapTypeAdapterFactory(constructor, false))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(JSONObject::class.java, JSONObjectTypeAdapter()))
          .registerTypeAdapterFactory(TypeAdapters.newFactory(JSONArray::class.java, JSONArrayTypeAdapter()))
        // 添加到自定义的类型解析适配器，因为在 GsonBuilder.create 方法中会对 List 进行反转，所以这里需要放到最后的位置上，这样就会优先解析
        for (typeAdapterFactory in TYPE_ADAPTER_FACTORIES) {
          gsonBuilder.registerTypeAdapterFactory(typeAdapterFactory)
        }
      }
      return gsonBuilder
    }

    /**
     * 注册类型解析适配器
     *
     * @param factory 类型解析适配器
     */
    fun registerTypeAdapterFactory(factory: TypeAdapterFactory) {
      TYPE_ADAPTER_FACTORIES.add(factory)
    }

    /**
     * 注册构造函数创建器
     *
     * @param type    对象类型
     * @param creator 实例创建器
     */
    fun registerInstanceCreator(type: Type, creator: InstanceCreator<*>) {
      INSTANCE_CREATORS[type] = creator
    }

    /**
     * 添加反射访问过滤器，同等于 [GsonBuilder.addReflectionAccessFilter]
     *
     * @param filter 反射访问过滤器
     */
    fun addReflectionAccessFilter(filter: ReflectionAccessFilter) {
      REFLECTION_ACCESS_FILTERS.add(0, filter)
    }
  }
}

6. Json 异常上报

  • 自定义 Exception，取名为 JsonException，用作于 Json 解析异常上报的 Exception，如下所示：
/**
 * @Author: xing.tang
 * @Date: 2023/2/13-16:29
 * @Description: Json 解析异常上报的 Exception
 */
class JsonException: Exception {

  /**
   * 使用指定的消息和原因创建异常
   *
   * @param message 描述此异常的可能原因的错误消息
   */
  constructor(message: String): super(message)

  /**
   * 使用指定的消息和原因创建异常
   *
   * @param cause 导致抛出此异常的根异常
   */
  constructor(cause: Throwable): super(cause)

  /**
   * 使用指定的消息和原因创建异常
   *
   * @param message 描述所发生情况的错误消息
   * @param cause 导致抛出此异常的根异常
   */
  constructor(message: String, cause: Throwable): super(message, cause)

}
  • 自定义 Callback，取名为 JsonCallback，用作于 Json 解析异常监听器，如下所示：
/**
 * @Author: xing.tang
 * @Date: 2023/2/13-16:21
 * @Description: Json 解析异常监听器
 */
interface JsonCallback {

  /**
   * 类型解析异常
   *
   * @param typeToken 类型 Token
   * @param fieldName 字段名称（可能为空）
   * @param jsonToken 后台给定的类型
   */
  fun onTypeException(typeToken: TypeToken<*>?, fieldName: String?, jsonToken: JsonToken?)

  /**
   * 对象序列化为 Json 异常
   *
   * @param methodName 方法名称
   * @param any        要序列化的对象
   * @param typeOfAny  any 的特定通用类型
   * @param cause      导致抛出此异常的根异常
   */
  fun onToJsonException(methodName: String, any: Any?, typeOfAny: Type?, cause: Throwable?)

  /**
   * 对象反序列化为 Json 异常
   *
   * @param methodName 方法名称
   * @param json       要转换的 json 字符串
   * @param type       要转换为的给定类型
   * @param cause      导致抛出此异常的根异常
   */
  fun onFromJsonException(methodName: String, json: String?, type: Type?, cause: Throwable?)

  /**
   * 获取对象异常
   *
   * @param methodName 方法名称
   * @param type1      类型1
   * @param type2      可变类型2
   * @param cause      导致抛出此异常的根异常
   */
  fun onGetTypeException(methodName: String, type1: Type?, vararg type2: Type?, cause: Throwable?)

}
  • 自定义 Json 解析库对应的初始化器，取名为 JsonInitializer，用作于初始化 JsonCallback 使用，如下所示：
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  package="cn.eeo.json">

  <application>
    <meta-data
      android:name="cn.eeo.json.JsonInitializer"
      android:value="cn.eeo.initialize" />
  </application>

</manifest>

/**
 * @Author: xing.tang
 * @Date: 2023/2/17-11:24
 * @Description: Json 解析库对应的初始化器
 */
class JsonInitializer: Initializer {

  override fun dependencies(): List<Class<out Initializer>> = emptyList()

  override fun initialize(context: Context) {
    JsonUtils.setJsonCallback(object: JsonCallback {

      /**
       * 类型解析异常
       *
       * @param typeToken 类型 Token
       * @param fieldName 字段名称（可能为空）
       * @param jsonToken 后台给定的类型
       */
      override fun onTypeException(typeToken: TypeToken<*>?, fieldName: String?, jsonToken: JsonToken?) {
        // 打印输出日志
        JsonUtils.logger.error("onTypeException \ntypeToken:$typeToken \nfieldName:$fieldName \njsonToken:$jsonToken")
        // 上报到 Sentry 错误列表中
        CrashReport.postException(JsonException("onTypeException typeToken:$typeToken fieldName:$fieldName jsonToken:$jsonToken"))
      }

      /**
       * 对象序列化为 Json 异常
       *
       * @param methodName 方法名称
       * @param any        要序列化的对象
       * @param typeOfAny  any 的特定通用类型
       * @param cause      导致抛出此异常的根异常
       */
      override fun onToJsonException(methodName: String, any: Any?, typeOfAny: Type?, cause: Throwable?) {
        // 打印输出日志
        JsonUtils.logger.error("onToJsonException \nmethodName:$methodName \nany:$any \ntypeOfAny:$typeOfAny \ncause:$cause")
        // 上报到 Sentry 错误列表中
        CrashReport.postException(JsonException("onToJsonException methodName:$methodName any:$any typeOfAny:$typeOfAny cause:$cause"))
      }

      /**
       * 对象反序列化为 Json 异常
       *
       * @param methodName 方法名称
       * @param json       要转换的 json 字符串
       * @param type       要转换为的给定类型
       * @param cause      导致抛出此异常的根异常
       */
      override fun onFromJsonException(methodName: String, json: String?, type: Type?, cause: Throwable?) {
        // 打印输出日志
        JsonUtils.logger.error("onFromJsonException \nmethodName:$methodName \njson:$json \ntype:$type \ncause:$cause")
        // 上报到 Sentry 错误列表中
        CrashReport.postException(JsonException("onFromJsonException methodName:$methodName json:$json type:$type cause:$cause"))
      }

      /**
       * 获取对象异常
       *
       * @param methodName 方法名称
       * @param type1      类型1
       * @param type2      类型1
       * @param cause      导致抛出此异常的根异常
       */
      override fun onGetTypeException(methodName: String, type1: Type?, vararg type2: Type?, cause: Throwable?) {
        // 打印输出日志
        JsonUtils.logger.error("onGetTypeException \nmethodName:$methodName \ntype1:$type1 \ntype2:$type2 \ncause:$cause")
        // 上报到 Sentry 错误列表中
        CrashReport.postException(JsonException("onGetTypeException methodName:$methodName type1:$type1 type2:$type2 cause:$cause"))
      }
    })
  }
}

7. Json 解析库 AB Test

  • 线下环境的 AB Test：
  • debug 包下采用非容错兜底机制的 GsonBuilder 构建 Gson 去进行 Json 解析，而非 debug 包下采用容错兜底机制的 GsonBuilder 构建 Gson 去进行 Json 解析，其目的是希望如果存在必现错误，即可在开发阶段暴露出来，从而去发现与解决；
  • 线上环境的 AB Test：
  • 通过服务器下发的字段配置，去 enable 或 disable 容错兜底机制，从而实现线上的 AB Test。

8. Json 脏数据纠正

  • 错误的 Json 数据结构咱们该如何纠正？
  • 第一步：我们需要定位到错误的 Json 数据结构产生的来源，到底是后端接口存在的问题，还是其它端生产的错误 Json 数据，只有解决了来源，来能阻止线上继续产生新的脏数据；
  • 第二步：其次去对线上已有的脏数据进行数据结构纠正，这个就要看到底是业务端针对某些特殊场景去进行纠正操作，还是后端对脏数据进行分析后通过对应的脚本去进行具体脏数据的精准纠正操作。

9. Json 解析库容错覆盖（单元测试）

  • 通过上述可知，其支持容错的数据类型基本涵盖 99.99% 的开发场景，但是如何进行容错覆盖验证呢？
  • 这就需要借助咱们的单元测试来进行操作了，通过全面的 case 再结合具体的单元测试用例 ，即可完成容错覆盖验证了。
  • 具体可运行该库中的单元测试用例来查看效果：
数据类型容错的范围数据示例
字符串bean、集合、null、布尔值、数值{}、[]、null、false、0
布尔值bean、集合、null、字符串、数值{}、[]、null、“”、0
数值bean、集合、null、字符串、布尔值{}、[]、null、“”、false
集合bean、null、字符串、布尔值、数值{}、null、“”、false、0
bean集合、null、字符串、布尔值、数值[]、null、“”、false、0

10. 探讨

10.1 有没有必要处理 Json 解析容错兜底？

  • 个人觉得这个问题没有具体的答案。按照理想的状态应该是不需要进行 Json 解析容错兜底的，但是理想很丰满现实很骨感，因为后端返回的数据结构或其它端生产的数据结构是什么样的我们无法把控，但是有一点是可以肯定的，我们都希望它不出现问题，因为返回的 Json 数据结构存在问题而导致页面数据丢失或者整个应用 崩溃，这是我们最不想见到的现象。当然 Json 解析容错兜底也不是万能的，我始终相信没有最好的方案，只有最合适的方案，所以这个需要根据具体的业务场景选定具体的实现方案。

10.2 如果后端用的是 Java，还有必要处理容错吗？

  • 如果后端用的是 PHP，那么十分推荐你使用这个框架，因为 PHP 返回的数据结构很乱，经历过的同学都懂；如果后端用的是 Java，那么就根据实际情况而定。不管后端用的是什么，咱们都秉承一个原则具体问题具体分析。
  • 但是最怕一种现象是，Json 数据结构存在问题，前端没问题，iOS 没问题，为什么 Android 端有问题？然后一问其它端的同学，iOS 做了兜底，前端也做了兜底，就 Android 端没做兜底，Android 为什么不做？总不能说咱们用的谷歌 Gson 解析框架它的机制本身就是这样的。虽说问题产生的原因不是 Android 端，但是对于用户使用感知存在的问题就是 Android 端，这就是很难受的事情了。

10.3 iOS 和前端是如何进行 Json 数据解析？

10.3.1 iOS 端如何进行 Json 数据解析？

  • iOS 端使用的是 NSJSONSerialization 解析器，从而实现 JSON 和 foundation object 之间的相互转换；参考链接
  • 需要注意的是：iOS 的数值类型（Int、Long、Float、Double…）它属于弱类型转换，例如规约的是 Int 类型字段，下发了一个 Double 类型，这样在 iOS 端不会存在问题。

10.3.2 前端如何进 Json 数据解析？

  • 前端使用的是 JSON 解析器，从而实现 JSON 和 JavaScript 对象之间的互相转换；参考链接

11 参考资料

  • Gson-github
  • AndroidUtilCode-github
  • GsonFactory-github

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如何将电脑文件备份到百度网盘&#xff1f;说到文件备份&#xff0c;很多小伙伴会将电脑文件备份到移动硬盘或者U盘里&#xff0c;移动硬盘和U盘是比较常见的存储介质&#xff0c;使用和携带起来也是非常方便&#xff0c;因此深受大家的喜欢。除此之外&#xff0c;大家可能还忽…
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2023年，IT互联网还有发展前景吗？

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不得不说&#xff0c;互联网在整个社会经济发展中扮演着不可或缺的角色&#xff1b;不仅自身的技术具有前沿性&#xff0c;也推动着其他行业进入数字化经济时代&#xff0c;让我们的工作生活变得更加便捷。 在“互联网”时代&#xff0c;每个服务行业都会利用大数据&#xff0…
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将自带记事本替换为Notepad2【中文版，带替换文件】

将自带记事本替换为Notepad2【中文版，带替换文件】

Notepad2是我在寻找一个合适的代码浏览工具的时候发现的&#xff0c;当需要一个用来浏览代码的文本编辑器时候&#xff0c;需要体积小&#xff0c;速度快&#xff0c;语法高亮&#xff0c;解释度高&#xff0c;VsCode作为生产环境已经不适合作为浏览工具了。了解到Notepad2&…
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《动手学习深度学习》笔记（二）线性神经网络

《动手学习深度学习》笔记（二）线性神经网络

三、线性神经网络 3.1 线性回归 3.1.1 介绍 1. 回归是为一个或多个自变量与因变量之间的关系建模的一类方法。而线性回归基于几个简单的假设&#xff1a;① 自变量和因变量关系是线性的&#xff1b;② 允许包含噪声但是噪声遵循正态分布。   2. 训练数据集/训练集&#xff…
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算法训练营 day53 动态规划 买卖股票的最佳时机系列2

算法训练营 day53 动态规划 买卖股票的最佳时机系列2

算法训练营 day53 动态规划 买卖股票的最佳时机系列2 买卖股票的最佳时机III 123. 买卖股票的最佳时机 III - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 给定一个数组&#xff0c;它的第 i 个元素是一支给定的股票在第 i 天的价格。 设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。…
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软件项目管理知识回顾---网络图

软件项目管理知识回顾---网络图

网络图 9.网络图 9.1简介 1.分类 AOA&#xff0c;双代号&#xff0c;ADMAON,PDM&#xff0c;单代号&#xff0c;前导图2.活动的逻辑管理 头到头/尾&#xff0c;尾到头/尾 依赖关系 3.工序 紧前紧后9.2绘制规则 1.两个节点只能一条线。不能是平行线。平行的话就不知道是哪个活动…
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LeetCode-93. 复原 IP 地址

LeetCode-93. 复原 IP 地址

目录题目思路回溯法题目来源 93. 复原 IP 地址 题目思路 意识到这是切割问题&#xff0c;切割问题就可以使用回溯搜索法把所有可能性搜出来&#xff0c;和131.分割回文串就十分类似了。 回溯法 1.递归参数 startIndex一定是需要的&#xff0c;因为不能重复分割&#xff0c…
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