简介:JPA是Java平台的标准持久化API,通过ORM技术实现Java对象与数据库表的映射。Hibernate是JPA的流行实现,提供额外的高级特性。本文将介绍JPA和Hibernate的反向工程过程,包括数据源配置、实体映射生成、持久化层接口创建和持久化单元配置,以及Hibernate特有的工具设置和代码生成步骤。反向工程旨在简化数据库交互代码,使开发者能更加专注于业务逻辑的实现。总结强调,选择合适的反向工程工具将提升开发效率并适应不同的项目需求。
1. JPA和Hibernate概述
在现代Java应用程序中,JPA(Java Persistence API)和Hibernate是持久化数据的两个最流行的规范与实现。本章节将为读者提供JPA和Hibernate的基础知识,帮助理解它们在企业级应用中如何被广泛使用,并为后续章节关于它们反向工程的详细步骤与配置打下基础。
JPA和Hibernate的基本概念
JPA是Java持久化API的简称,它是一个Java EE规范,用于实现数据持久化和管理。而Hibernate是一个对象关系映射(ORM)框架,它是JPA规范的具体实现之一,同时也提供了一些超出JPA规范的高级特性。
JPA和Hibernate的核心作用
在应用中,JPA和Hibernate能够将Java对象映射到数据库表中,从而简化数据库操作。它们不仅提供了对象关系映射的标准,还提供了查询语言(HQL和JPQL)来简化数据库查询。这些工具大大提高了开发效率,同时保持了代码的可维护性和可扩展性。
2. JPA反向工程详细步骤
2.1 JPA反向工程的基本概念
2.1.1 什么是JPA反向工程
JPA反向工程(Reverse Engineering),是一种根据现有数据库模式(schema)自动生成实体类(Entity Classes)和映射文件(Mapping Files)的技术。它能够减少开发人员编写繁琐的持久化层代码的工作量,从而缩短开发周期,并且有助于减少由于手动编码产生的错误。
JPA反向工程的主要目的是实现数据库表和Java对象之间的自动映射,以便于Java开发者能够更加专注于业务逻辑的实现,而不是底层的数据持久化细节。JPA反向工程通常结合使用实体类生成工具来完成,这些工具可以分析数据库的结构,自动创建对应的实体类,并在这些实体类中定义与数据库表相对应的字段和关系。
2.1.2 JPA反向工程的运行环境配置
要成功运行JPA反向工程,您需要准备以下环境配置:
- JDK : 确保已安装JDK,并设置好环境变量。JPA反向工程工具通常需要Java环境。
- 数据库 : 安装并运行目标数据库服务,如MySQL、PostgreSQL等,并创建一个或多个数据库表。
- 反向工程工具 : 可以使用如Hibernate Tools、JPA Buddy等工具来执行反向工程。
- 构建工具 : 如Maven或Gradle,用于管理项目的依赖和构建过程。
- 项目构建配置文件 : 如pom.xml(Maven)或build.gradle(Gradle),配置项目依赖和构建脚本。
接下来,我们将以Maven项目为例,展示如何在项目中添加必要的依赖以及配置文件,为JPA反向工程的执行打下基础。
<!-- pom.xml 示例配置 -->
<project ...>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>reverse-engineering-example</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
</properties>
<dependencies>
<!-- JPA依赖 -->
<dependency>
<groupId>org.hibernate</groupId>
<artifactId>hibernate-core</artifactId>
<version>5.4.30.Final</version>
</dependency>
<!-- 数据库驱动 -->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>8.0.23</version>
</dependency>
<!-- 反向工程工具 -->
<dependency>
<groupId>org.hibernate</groupId>
<artifactId>hibernate-jpamodelgen</artifactId>
<version>5.4.30.Final</version>
</dependency>
</dependencies>
<!-- ... -->
</project>
2.2 JPA反向工程的配置与执行
2.2.1 配置文件的编写与设置
JPA反向工程主要使用 persistence.xml 文件进行配置。此文件定义了持久化单元以及使用的JPA提供者和数据库连接信息。以下是一个配置文件的示例:
<persistence ...>
<persistence-unit name="example-reverse-engineering">
<jta-data-source>jdbc/example-datasource</jta-data-source>
<properties>
<!-- 数据库连接属性 -->
<property name="javax.persistence.jdbc.driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver"/>
<property name="javax.persistence.jdbc.url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mydb"/>
<property name="javax.persistence.jdbc.user" value="user"/>
<property name="javax.persistence.jdbc.password" value="password"/>
<!-- JPA配置 -->
<property name="hibernate.dialect" value="org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect"/>
<property name="hibernate.show_sql" value="true"/>
<property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="update"/>
<!-- 反向工程相关配置 -->
<property name="javax.persistence.schema-generation.database.action" value="drop-and-create"/>
<property name="javax.persistence.jdbcGeneratedValue.declaring_class" value="com.example.model.GenEntity"/>
</properties>
</persistence-unit>
</persistence>
2.2.2 执行JPA反向工程的命令与参数
一旦配置文件准备完毕,您就可以使用Maven插件或命令行工具来执行JPA反向工程。若使用Maven进行反向工程,需要添加 hibernate-jpamodelgen 插件到 pom.xml 文件中,并执行Maven命令。
<build>
<plugins>
<!-- ... 其他插件配置 ... -->
<plugin>
<groupId>org.hibernate.orm.tooling</groupId>
<artifactId>hibernate-jpamodelgen</artifactId>
<version>5.4.30.Final</version>
<executions>
<execution>
<phase>process-classes</phase>
<goals>
<goal>process</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
</plugin>
</plugins>
</build>
执行Maven命令 mvn generate-sources ,将触发反向工程过程,并生成对应的实体类和映射文件。生成的实体类将被放置在Maven项目的 target/generated-sources/annotations 目录中。
请注意,实体类的生成过程是动态的,所以每次数据库模式改变后,都需要重新执行反向工程,以确保Java模型与数据库模式保持同步。
3. Hibernate反向工程详细步骤
3.1 Hibernate反向工程的基础知识
3.1.1 Hibernate反向工程的定义
Hibernate反向工程是一种自动化工具,它能够根据已存在的数据库表结构,生成对应的Java实体类(Entity)和映射文件(hbm.xml)。这个过程通过分析数据库元数据(metadata),映射到Java对象模型,从而减少了手动编写重复代码的需要。
3.1.2 Hibernate反向工程的工作原理
Hibernate反向工程通过读取数据库中的元数据信息(包括表结构、字段、数据类型、键等),生成相应的实体类和映射文件。这一过程可以手工进行,但更常用的是利用Hibernate自带的工具 hbm2java 和 hbm2hbmxml 。Hibernate反向工程不仅可以应用于新项目,也可以用于对现有数据库进行维护和优化。它生成的代码通常作为基础模板,开发者还需要根据项目需求对其进行调整和完善。
3.2 Hibernate反向工程的实施
3.2.1 工程环境的搭建与配置
在开始Hibernate反向工程之前,需要确保开发环境中已经配置了Hibernate和相关的依赖库。通常,开发者需要在项目中引入Hibernate的JAR包和数据库驱动。
以下是一个简单的Maven依赖配置示例,用于添加Hibernate核心功能和MySQL数据库连接驱动:
<dependencies>
<!-- Hibernate Core -->
<dependency>
<groupId>org.hibernate</groupId>
<artifactId>hibernate-core</artifactId>
<version>5.4.30.Final</version>
</dependency>
<!-- MySQL Connector -->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>8.0.23</version>
</dependency>
</dependencies>
接下来,需要在 hibernate.cfg.xml 配置文件中指定数据库连接信息。
3.2.2 Hibernate反向工程的配置文件详解
Hibernate反向工程的配置是通过一个名为 generator.xml 的文件来完成的。在这个文件中,开发者可以指定需要生成实体的数据库表,以及对应的包名、命名策略等参数。
下面是一个 generator.xml 的基本示例:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE hibernate-reverse-engineering PUBLIC
"-//Hibernate/Hibernate Reverse Engineering DTD 3.0//EN"
"http://www.hibernate.org/dtd/hibernate-reverse-engineering-3.0.dtd">
<hibernate-reverse-engineering>
<table-filter matchCatalog="your_database_name" matchSchema="your_schema_name"/>
<table name="your_table_name">
<column name="your_column_name" />
<!-- Additional column mappings -->
</table>
<!-- Additional tables -->
<create>
<property name="targetPackage">your.package.name</property>
<property name="jdk5">true</property>
</create>
</hibernate-reverse-engineering>
在这个配置文件中, <table-filter> 标签用于过滤需要生成实体的表; <table> 标签用于指定具体的表和列; <create> 标签用于定义生成的配置选项,如包名和目标JDK版本。
利用以上配置文件,开发者可以执行Hibernate反向工程,生成与数据库结构相对应的Java实体类和映射文件。这个过程可以通过命令行工具 hibernate3.jar 执行,也可以通过集成开发环境(IDE)插件实现。
在命令行中执行反向工程的示例命令:
java -cp hibernate3.jar org.hibernate.tool.hbm2x.Hbm2JavaTool generator.xml
通过这些步骤,Hibernate反向工程能够帮助开发者快速构建项目的持久层,并且减少了大量的样板代码编写工作。接下来,我们将探讨如何进一步优化这一过程,并将其融入到实际的开发流程中。
4. 数据源配置方法
4.1 数据源的重要性及配置技巧
4.1.1 数据源的概念与作用
数据源是应用程序和数据库之间的一个逻辑桥梁,它封装了连接数据库的细节,并提供了标准的接口供应用程序使用。数据源的主要作用在于实现连接池管理,提高应用程序访问数据库的效率和稳定性。连接池是一种用于管理数据库连接的技术,通过预先建立一定数量的数据库连接,并将这些连接放入一个池中统一管理,需要时从池中获取连接,使用完毕后归还到池中。这样可以减少创建和销毁连接带来的性能开销,降低资源消耗,提高系统的处理能力。
4.1.2 数据源配置的基本方法
数据源的配置通常涉及数据库连接信息的设置,包括数据库服务器地址、端口、数据库名、用户名和密码等。在不同的开发框架和数据库管理系统中,数据源的配置方法可能会有所不同。以Java EE环境中的JNDI数据源配置为例,可以在J2EE容器中通过配置文件预先定义数据源资源,并在应用服务器启动时自动加载。而在独立应用程序中,可以通过编程方式配置数据源,例如使用 javax.sql.DataSource 接口的实现类,如 HikariDataSource 、 Apache DBCP 等,并通过工厂模式获取数据源实例。
4.2 不同数据库的数据源配置实例
4.2.1 MySQL数据源配置步骤
MySQL是广泛使用的开源关系型数据库管理系统,它的数据源配置可以使用多种方式,包括直接在代码中配置和通过外部配置文件配置。以下是使用JDBC方式配置MySQL数据源的一个简单实例:
import javax.sql.DataSource;
import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
public class DataSourceConfig {
public static DataSource getDataSource() {
HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/your_database");
config.setUsername("your_username");
config.setPassword("your_password");
config.addDataSourceProperty("cachePrepStmts", "true");
config.addDataSourceProperty("prepStmtCacheSize", "250");
config.addDataSourceProperty("prepStmtCacheSqlLimit", "2048");
return new HikariDataSource(config);
}
}
在上面的Java代码中,首先导入了必要的类,然后创建了一个 HikariConfig 对象,并使用MySQL的JDBC URL、用户名和密码对其进行初始化。通过 addDataSourceProperty 方法添加了一些额外的配置,这些配置有助于提高性能,比如准备语句的缓存。最后,通过 HikariConfig 对象创建了一个 HikariDataSource 实例,用于后续的数据库操作。
4.2.2 Oracle数据源配置示例
Oracle数据库是企业级应用中常用的数据库系统,其数据源配置方法与MySQL类似,但由于其特性略有不同,例如不同的JDBC URL格式和特定的连接属性。下面是一个配置Oracle数据源的示例:
import javax.sql.DataSource;
import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
public class DataSourceConfig {
public static DataSource getOracleDataSource() {
HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:oracle:thin:@//your_host:1521/your_sid");
config.setUsername("your_username");
config.setPassword("your_password");
// Oracle连接属性
config.addDataSourceProperty("OracleNetThinNetworkVersion", "12.1");
return new HikariDataSource(config);
}
}
在这个示例中, setJdbcUrl 的参数是针对Oracle的URL格式, OracleNetThinNetworkVersion 是Oracle特有的连接属性,用于指定Oracle网络客户端的版本。这样的配置确保了应用能够正确连接到Oracle数据库实例。
以上章节内容通过两个不同数据库的配置示例,深入分析了数据源配置的重要性及技巧,展示了配置数据源的两个实际案例,并给出了相应的代码实现和逻辑分析。通过这些内容,IT从业者可以加深对数据源配置的理解,并掌握在不同数据库环境下的配置方法。
5. 实体映射自动生成过程
5.1 实体映射自动化的理论基础
5.1.1 实体映射的定义
实体映射是将数据库中的表结构转换成Java实体类的过程。这个过程通常涉及到将表中的字段映射为Java对象的属性,并且可以包含字段和属性之间的关系映射。实体映射可以手动编写,也可以通过各种自动化工具实现。实体映射自动化的目的是为了减少重复性劳动,加快开发速度,提高代码的一致性和可维护性。
5.1.2 自动化映射的优势与适用场景
自动化映射的优势主要体现在以下几个方面:
- 减少重复劳动 :自动化的工具能够根据数据库的结构自动生成实体类,减少开发者手工编写代码的时间。
- 减少人为错误 :自动化工具生成的代码通常都经过了严格测试,能够减少因手动编码错误导致的问题。
- 提高开发效率 :当数据库表结构发生变化时,自动化工具能够快速重新生成实体类,适应新的需求。
- 保持代码一致性 :自动化工具在生成代码时可以遵循一定的模板和规范,确保生成的代码风格一致。
自动化映射适用场景包括但不限于:
- 新项目的初期开发 :在项目初期,自动化可以迅速搭建起实体层的基础结构。
- 已有项目的数据库扩展 :当数据库结构发生变化时,使用自动化工具可以快速更新实体类。
- 数据模型频繁变动的场景 :在数据模型经常发生变化的项目中,自动化工具可以减少反复的手动更新工作。
5.2 实体映射自动生成的实践操作
5.2.1 自动化工具的选择与配置
在众多的自动化映射工具中,最流行的包括Hibernate的反向工程工具、MyBatis的代码生成器等。这里以Hibernate为例,详细介绍自动化工具的选择和配置。
Hibernate的反向工程可以通过Maven插件或Ant任务来实现。以Maven为例,可以在项目的pom.xml文件中添加 hibernate3-maven-plugin 插件来配置反向工程。以下是一个简单的配置示例:
<plugin>
<groupId>org.codehaus.mojo</groupId>
<artifactId>hibernate3-maven-plugin</artifactId>
<version>2.2</version>
<configuration>
<components>
<component>
<name>hbm2java</name>
<outputDirectory>src/main/java</outputDirectory>
</component>
</components>
<persistenceUnit>default</persistenceUnit>
</configuration>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.hibernate</groupId>
<artifactId>hibernate-entitymanager</artifactId>
<version>${hibernate.version}</version>
</dependency>
</dependencies>
</plugin>
5.2.2 实体类的生成过程与注意事项
在配置好Maven插件后,可以通过执行Maven命令来生成实体类。通常使用以下Maven命令:
mvn hibernate3:reverseEngineering
在实体类生成后,需要对生成的代码进行审核和调整。主要注意事项包括:
- 命名规范 :确保实体类的命名与项目其他部分保持一致。
- 字段类型匹配 :检查自动生成的字段类型是否与数据库实际类型相匹配,必要时进行调整。
- 关联关系处理 :检查一对多、多对多等关系映射是否正确,并根据实际需求进行调整。
- 注解与XML配置 :根据项目具体需求,确定是使用注解配置还是XML配置,或者两者的混合使用,并相应地调整生成的代码。
自动化生成的实体类只是起点,为了满足项目实际的业务逻辑,往往还需要进行进一步的定制和扩展。
6. 持久化层接口创建
6.1 持久化层的概念与作用
6.1.1 什么是持久化层
持久化层,通常也称为数据访问层(DAL),是软件架构中一个抽象层,负责与数据库等持久存储进行数据交互。它的主要目的是隔离业务逻辑层与数据访问技术的复杂性,提供稳定、可复用的数据访问接口,以减少业务逻辑层直接与数据访问技术打交道的风险。通过持久化层,开发者能够更加专注于业务逻辑的实现,而不必过多关心底层数据存储的细节。
6.1.2 持久化层接口的意义
持久化层接口作为定义持久化层与业务逻辑层之间交互的契约,它规定了业务逻辑层可以通过哪些操作来访问数据。这种接口设计有助于将数据访问的实现细节从使用它的代码中抽离出来,实现了依赖倒置,提高了代码的可维护性和可扩展性。同时,使用接口可以方便地进行单元测试,因为测试时可以利用接口提供的抽象层进行模拟,不需要依赖真实的数据库环境。
6.2 持久化层接口的编写实践
6.2.1 接口的定义与方法
在Java中,我们通过定义接口来实现持久化层的设计。一个典型的持久化层接口可能包含如下方法:
-
save(Object entity):保存一个实体。 -
delete(Object entity):删除一个实体。 -
getById(Long id):通过主键获取一个实体。 -
findAll():获取所有实体的列表。
下面给出一个简单的持久化层接口示例:
public interface PersistenceRepository<T, ID extends Serializable> {
void save(T entity);
void delete(T entity);
T findById(ID id);
List<T> findAll();
}
6.2.2 接口实现的细节与最佳实践
接口的实现应针对具体的业务需求和数据访问技术来编写。在实现接口时,应该遵循一些最佳实践来确保代码的质量:
- 使用泛型 :这样可以使得接口更加通用,避免为每一种实体类型都编写重复的代码。
- 异常处理 :在接口实现中合理处理和抛出异常,例如使用
@Repository注解的Spring Data JPA,它能够将框架异常翻译成Spring的DataAccessException层次结构。 - 事务管理 :持久化操作通常需要事务的支持,应该在实现中合理配置事务边界和属性。
- 代码重用 :利用抽象类、模板方法等设计模式来避免代码的重复,提高代码的可维护性。
- 缓存策略 :合理使用缓存可以提高数据访问的性能,应根据业务需求合理配置缓存策略。
- 异步处理 :在处理耗时的数据操作时,可以考虑使用异步处理来提高应用的响应性。
在Spring Data JPA的实践中,一个简单的实现可能如下:
@Repository
public class JpaPersistenceRepository<T, ID extends Serializable> implements PersistenceRepository<T, ID> {
@PersistenceContext
private EntityManager entityManager;
private Class<T> entityClass;
public JpaPersistenceRepository(Class<T> entityClass) {
this.entityClass = entityClass;
}
@Override
public void save(T entity) {
entityManager.persist(entity);
}
@Override
public void delete(T entity) {
entityManager.remove(entityManager.contains(entity) ? entity : entityManager.merge(entity));
}
@Override
public T findById(ID id) {
return entityManager.find(entityClass, id);
}
@Override
public List<T> findAll() {
TypedQuery<T> query = entityManager.createQuery("FROM " + entityClass.getSimpleName() + " e", entityClass);
return query.getResultList();
}
}
此代码展示了如何实现一个通用的持久化接口,并且使用了JPA的 EntityManager 进行数据持久化操作。在实现具体的业务逻辑时,可以通过继承这个抽象类来避免重复编写通用的数据操作代码。
7. 持久化单元配置要点与反向工程的应用优势
在Java持久化API (JPA) 和Hibernate的使用中,配置持久化单元是创建企业级Java应用程序中的关键步骤。这一部分涵盖了关于如何配置持久化单元的要点,以及反向工程如何在不同阶段的应用开发中提供优势。
7.1 持久化单元的配置要点
7.1.1 持久化单元的组成与配置文件解析
持久化单元是JPA应用程序中的一个核心概念,它定义了一个实体管理器工厂及其相关的实体类。配置文件,通常名为 persistence.xml ,是定义持久化单元的文件。这个文件包含了实体类的位置、数据库连接详情以及可选的JPA供应商特定配置。
<persistence xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/persistence"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/persistence
http://java.sun.com/xml/ns/persistence/persistence_2_0.xsd"
version="2.0">
<persistence-unit name="examplePersistenceUnit" transaction-type="RESOURCE_LOCAL">
<non-jta-data-source>java:/comp/env/jdbc/ExampleDS</non-jta-data-source>
<class>com.example.entities.User</class>
<properties>
<property name="hibernate.dialect" value="org.hibernate.dialect.MySQL5Dialect"/>
<property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="update"/>
</properties>
</persistence-unit>
</persistence>
在上述示例中, persistence-unit 定义了持久化单元的名称和事务类型。 non-jta-data-source 指定了数据源。 <class> 标签下定义了实体类,而 <properties> 提供了Hibernate特定的配置。
7.1.2 持久化单元配置的最佳实践
- 清晰的命名 :为持久化单元选择一个明确且具有描述性的名称,以便在多模块项目中可以轻松识别。
- 分离配置文件 :当项目具有多个持久化单元时,每个持久化单元最好有自己的配置文件,以保持清晰和组织性。
- 使用JTA管理事务 :如果应用程序需要分布式事务管理,请使用JTA (Java Transaction API) 而非
RESOURCE_LOCAL。 - 数据库连接池 :配置数据库连接池来优化性能,比如HikariCP或C3P0。
- 安全性和敏感信息加密 :敏感信息如数据库密码应该加密存储或使用环境变量。
- 测试和验证 :使用单元测试来验证持久化单元的配置是否正确无误。
7.2 反向工程在开发中的应用和优势
7.2.1 反向工程提升开发效率的实例分析
反向工程是一个能够从现有数据库自动创建实体类、映射文件和持久化单元配置的过程。在实际的项目中,通过使用反向工程,开发人员可以节省大量的时间,避免手动编写和维护实体类,从而专注于业务逻辑的实现。
以一个基于MySQL数据库的示例应用程序为例,我们可以使用Hibernate Tools或JPA注解处理器来生成实体类和映射文件。这意味着,一旦数据库模式改变,开发者只需重新执行反向工程,实体类就会被自动更新,保证了代码与数据库结构的同步。
7.2.2 反向工程在项目维护中的优势
在项目维护阶段,反向工程同样显示出其重要性。随着应用程序的成长和演进,数据库模式的更改是不可避免的。反向工程能够快速适应这些变化,更新实体映射和配置,降低维护成本。
此外,反向工程还允许开发团队通过分析数据库模式来发现新的性能瓶颈或数据模型改进的机会。例如,通过数据库模式分析可以揭示冗余字段或表,从而对数据库进行优化。
结论
在本章中,我们了解了持久化单元的配置要点,并探讨了反向工程在快速开发和项目维护阶段的优势。通过反向工程,开发人员能够显著提高工作效率,同时确保实体映射与数据库模式的一致性。在接下来的章节中,我们将继续深入了解JPA和Hibernate在更高级应用场景中的运用。
简介:JPA是Java平台的标准持久化API,通过ORM技术实现Java对象与数据库表的映射。Hibernate是JPA的流行实现,提供额外的高级特性。本文将介绍JPA和Hibernate的反向工程过程,包括数据源配置、实体映射生成、持久化层接口创建和持久化单元配置,以及Hibernate特有的工具设置和代码生成步骤。反向工程旨在简化数据库交互代码,使开发者能更加专注于业务逻辑的实现。总结强调,选择合适的反向工程工具将提升开发效率并适应不同的项目需求。
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