CN109753339B - 资源配置方法和装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种资源配置方法和装置以及电子设备。该方法包括:以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程配置资源积分;在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分;当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作。本发明实施例根据不同实例的不同规格,为其配置不同的资源积分,使得各实例通过消耗积分的形式灵活消耗CPU资源,从而避免为每个实例提供高固定量的资源,提高了CPU资源的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,尤其涉及一种资源配置方法和装置以及电子设备。
背景技术
在计算机中,虚拟化是一种资源管理技术,是将计算机的各种实体资源,如服务器、网络、内存及存储等,予以抽象、转换后呈现出来,打破实体结构间的不可切割的障碍,使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式、地域或物理组态所限制。
虚拟化技术的引入一定程度地提升了系统的资源利用率,但是仍有很多虚拟机实例(例如,在开发人员环境或小型数据库等应用场景中)长时间处于空闲状态,只在少部分时间需要大量占据中央处理器(Central Processing Unit;以下简称:CPU)资源。若为这些实例配置固定量且能满足需求的CPU资源,则由于其长时间处于空闲状态,则造成资源浪费,使得资源利用率较低。
发明内容
本发明实施例提供一种资源配置方法和装置以及电子设备,以解决现有技术中资源浪费的缺陷,提高虚拟资源利用率。
为达到上述目的,本发明实施例提供了一种资源配置方法,包括:以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程配置资源积分;在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分;当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作。
本发明实施例还提供了一种资源配置装置,包括:资源配置模块,用于以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程配置资源积分;以及,在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分;积分处理模块,用于当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作。
本发明实施例还提供一种电子设备,包括:存储器,用于存储程序;处理器,用于运行所述存储器中存储的所述程序,以用于:以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程配置资源积分;在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分;当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作。
本发明实施例提供的资源配置方法和装置以及电子设备,根据不同实例的不同规格,为其配置不同的资源积分,使得各实例通过消耗积分的形式灵活消耗CPU资源,从而避免为每个实例提供高固定量的资源,提高了CPU资源的利用率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明实施例提供的业务系统的系统框图;
图2为本发明提供的资源配置方法一个实施例的流程图;
图3为本发明提供的资源配置方法另一个实施例的流程图;
图4为本发明提供的资源配置装置实施例的结构示意图;
图5为本发明提供的电子设备实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
许多应用程序(例如,Web服务器、开发人员环境或小型数据库)都遵循这样一种模式:不需要CPU持续高速运行,但是在适当的时候需要占据很高的CPU资源。这些工作负载也是成本敏感的,为了适用各应用场景去购置高固定量的资源往往会投入相当高的成本,并且造成资源浪费。因此,针对现有技术的缺陷,本申请提供一种基于实时调度算法(Real-Time Scheduler)的解决方案,其主要原理是:根据不同实例的不同规格,为其配置不同的资源积分,当实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对该资源积分进行减法操作。各实例通过消耗积分的形式灵活消耗CPU资源,在少量消耗或不消耗CPU资源时,积攒资源积分,当需要大量消耗CPU资源时,利用之前积攒的积分。针对性能突发实例,提供了合理的资源配置方案,从而避免了为每个实例提供高固定量的资源,提高了CPU资源的利用率。
本发明实施例提供的方法可应用于任何具有CPU资源配置能力的业务系统。图1为本发明实施例提供的业务系统的系统框图,图1所示的结构仅仅是本发明的技术方案可以应用的业务系统的示例之一。如图1所示,业务系统中包括资源配置装置。该资源配置装置包括:资源配置模块和积分处理模块,可以用来执行下述图2所示的处理流程。在该业务系统中,可以根据实例的规格(如,该实例所包含的线程的个数、为该实例分配的内存总容量等),周期性地为各实例配置资源积分。例如,一个实例有两个线程,分配有2GB的内存。假设每个线程对应6积分/周期,每GB内存对应3积分/周期。则在每个积分分配周期为该实例配置的资源积分值为2*6+2*3=18。这样,每个线程在一个积分分配周期内便可以获得9积分。当该实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对其资源积分进行减法操作。在少量消耗或不消耗CPU资源时,其资源积分便可积攒起来,以便需要大量消耗CPU资源时,大量消耗之前积攒的积分,提高了CPU资源的利用率。
实施例一
图2为本发明提供的资源配置方法一个实施例的流程图,该方法的执行主体可以为上述业务系统。如图2所示,该资源配置方法包括如下步骤:
S201,以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为各线程配置资源积分。
在本发明实施例中,可以根据实例所包含的线程的个数以及为该实例分配的内存总容量,周期性地为其配置资源积分。具体地,可以根据以下公式计算每个周期为实例配置的资源积分值Credit_get:
Credit_get=NVCPU*X+MEM*Y……………………………………(1)
在实时调度算法中,每个虚拟机(Virtual Machine;以下简称:VM)实例都是一个实时进程,实例的虚拟CPU(以下简称:VCPU)表示该实时进程中所包含的线程。因此,NVCPU为该实例所包含的线程的个数,MEM为该实例分配的内存容量(单位为GB),X为默认每个线程对应的积分数,Y为默认每GB内存对应的积分数。
S202,在周期结束时,根据线程的当前资源积分,为该线程重新配置资源积分。
一个周期的结束,意味着下一个周期的开始,所以,本发明实施例中的周期开始时和周期结束时可以认为是同一时刻或相邻时刻。当一个周期结束时,或一个周期开始时,根据每个线程的当前资源积分,来确定该线程在本周期内分配的资源积分。
S203,当实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对其资源积分进行减法操作。
在少量消耗或不消耗CPU资源时,实例的资源积分便可积攒起来,以便需要大量消耗CPU资源时,大量消耗之前积攒的积分。
本发明实施例提供的资源配置方法,根据不同实例的不同规格,为其配置不同的资源积分,使得各实例通过消耗积分的形式灵活消耗CPU资源,从而避免为每个实例提供高固定量的资源,提高了CPU资源的利用率。
实施例二
图3为本发明提供的资源配置方法另一个实施例的流程图。如图3所示,在上述图2所示实施例的基础上,本实施例提供的资源配置方法还可以包括以下步骤:
S301,以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为各线程配置资源积分。
在本发明实施例中,在一个周期rt_period开始时,可以将为实例配置的资源积分平均分配给各个线程,为各线程分配资源。也就是说,将Credit_get/NVCPU分配给每个线程。
S302,在周期结束时,根据线程的当前资源积分,为该线程重新配置资源积分。
一个周期的结束,意味着下一个周期的开始,所以,本发明实施例中的周期开始时和周期结束时可以认为是同一时刻或相邻时刻。当一个周期结束时,或一个周期开始时,根据每个线程的当前资源积分credit_remain(即,credit_remain表示一个线程的初始资源积分或者该线程在上一个rt_period周期内剩余的资源积分),来确定该线程在本周期内分配的资源积分。
具体地,在一个周期结束时,当线程的当前资源积分为正数(即,credit_remain>0)时,将该当前资源积分的分值累加到积分余额(即,account=account+credit_remain)中,并根据实例所包含线程的个数与内存容量(即,根据公式(1)),获取每个周期为实例配置的资源积分值Credit_get,然后,根据公式credit_remain=Credit_get/NVCPU分别为各个线程重新配置资源积分。
或者,在一个周期结束时,当线程的当前资源积分为非正数(即,credit_remain≤0)时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为各线程重新配置资源积分,并将当前资源积分的分值累加到重新配置的资源积分中credit_remain=credit_remain+Credit_get/NVCPU。
本发明实施例每个周期都重新为各线程配置资源积分,当本周期的资源积分有结余(为正数)时,将结余累加到积分余额中以备性能突增时消耗;当本周期的资源积分没有结余或超额消耗(为非正数)时,在新周期配置资源积分需偿还超额消耗的部分。
S303,当实例所包含的线程在第一时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对配置给线程的资源积分进行减法操作。
S304,当实例所包含的线程在第二时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对线程的积分余额进行减法操作。
在本发明实施例中,周期rt_period可以分为两个时段,第一时段(runtime时段)用于提供基准性能,当线程在runtime时段消耗CPU资源时,消耗资源积分credit_remain;第二时段(非runtime时段)用于实现性能突增,当线程在非runtime时段消耗CPU资源时,消耗积分余额account。
举例说明,假设一个VM有两个VCPU,2G的内存,积分分配周期rt_period为1分钟,并且每个VCPU对应6积分/分钟,即X=6,每GB内存对应3积分/分钟,即Y=3。所以每个VM每分钟可以获得到实际资源积分Credit_get=18,这18个积分分别保存在VM的两个VCPU线程的credit_remain变量中,每个线程分配9积分,即每个VCPU的credit_remain变量为9。当VCPU开始消耗CPU资源时,credit_remain开始减少。假设,一个资源积分可以让一个VCPU百分百占用一个物理CPU一秒钟,则credit_remain的减少量可以根据实际的CPU使用率和持续时间计算。如果每个VCPU的CPU利用率都是100%,持续5秒,那么每个VCPU的credit_remian都要减去5;如果两个VCPU的CPU利用率一个是80%,一个是60%,持续5秒钟,那么两个VCPU的credit_remian分别减少4=5*80%和3=5*60%。当一个周期结束,若VCPU线程的credit_remain仍然大于0,比如还剩2积分,那么会将剩余的2积分累加入VCPU线程的account变量中,即account=account+2,并且在下一个周期的开始阶段重新获得9积分,即credit_remain重新设置为9;当一个周期结束,若VCPU线程的credit_remain小于等于0,那么VCPU线程在下一个周期阶段需要偿还超出消耗的CPU资源,即credit_remain=credit_remain+9(此时的credit_remain为非正数)。当在rt_period中非runtime时段,VM还是需要继续获得CPU资源时,必须满足其VM上有VCPU的account值大于0,并且消耗CPU资源时,account也要扣除对应的积分。
当rt_period为一分钟时,假设runtime值为30秒,那么前30秒只允许运行credit_remain值大于0的线程,后30秒只允许运行account大于0的线程。假设有一个VCPU线程A的credit_remain值为3个积分,account为5个积分,那么A的3个积分,即credit_remain用于前30秒提供基准性能,account的5个积分在非runtime的后30秒用于实现性能突增。如果在非runtime的后30秒,当前CPU上没有account大于0的VCPU线程,那么会触发负载均衡,到其他CPU上拉取account大于0的VCPU线程到当前CPU上运行;拉取不到时,返回NULL,将调度器让给优先级更低的CFS(Completely Fair Scheduler,完全公平调度)类,运行普通进程,如果找不到可运行的普通进程,则将CPU标志为空闲。
另外,在本发明实施例中,累加到积分余额的资源积分若未消耗完可以定期清零。例如,假设资源积分的过期时限为T为24小时,每小时统计一次有多少资源积分会过期。设定一个定时器abandon_timer,其周期为1小时。数组a用于记录当前定时器周期内净累加的资源积分,数组a的大小取决于T与定时器abandon_timer的周期的比值,那么数组a定义为24个整型,int a[24]。当定时器abandon_timer触发时,查线程的当前积分余额account是否大于a[0](a[0]表示距离当前T时间之前所获得的CPU积分,要被舍弃),如果account>a[0],则令account=account–a[0]。如果account≤a[0],则将account置0,表示当前T时间内都没有净资源积分累加。然后a[0]=a[1],a[1]=a[2],…,a[22]=a[23],即依次将过期积分向前挪一个小时,a[23]的值更新为这一个小时内净积加的资源积分。
进一步地,还可以对实例的资源积分进行监控。设定一个高精度定时器account_timer,定时更新实例(进程)的积分余额,将实例的积分余额保存在process_account中,每当account_timer触发时,遍历实例的各个线程,即调度实体,统计各个线程的account值,以更新实例的process_account。account_timer的周期即为资源积分查询的更新间隔。
本发明实施例提供的资源配置方法,根据不同实例的不同规格,为其配置不同的资源积分,使得各实例通过消耗积分的形式灵活消耗CPU资源;同时,将积分周期分为两个时段,在少量消耗或不消耗CPU资源时,提供基准性能,且积攒资源积分,当需要大量消耗CPU资源时,利用之前积攒的积分来实现性能突增。针对性能突发实例,提供了合理的资源配置方案,从而避免为每个实例提供高固定量的资源,提高了CPU资源的利用率。
实施例三
图4为本发明提供的资源配置装置实施例的结构示意图,可用于执行如图2所示的方法步骤。如图4所示,该装置可以包括:资源配置模块41和积分处理模块42。
其中,资源配置模块41用于以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为各线程配置资源积分;以及,在周期结束时,根据线程的当前资源积分,为该线程重新配置资源积分;积分处理模块42用于当实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对资源积分进行减法操作。
在本发明实施例中,资源配置模块41可以根据实例所包含的线程的个数以及为该实例分配的内存总容量,周期性地为其配置资源积分。积分处理模块42在少量消耗或不消耗CPU资源时,积攒资源积分,以便需要大量消耗CPU资源时,大量消耗之前积攒的积分。
具体地,资源配置模块41还可以用于在周期结束时,当线程的当前资源积分为正数时,将该当前资源积分的分值累加到积分余额中,并根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为各线程重新配置资源积分;或者,当线程的当前资源积分为非正数时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为各线程重新配置资源积分,并将上述当前资源积分的分值累加到重新配置的资源积分中。
更进一步地,本发明实施例中的上述周期可以包括:第一时段和第二时段。此时,积分处理模块42还可以用于当实例所包含的线程在第一时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对配置给各线程的资源积分进行减法操作;当实例所包含的线程在第二时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对各线程的积分余额进行减法操作。
本发明实施例所提供的资源配置装置中各模块的详细功能参见上述方法实施例中所描述,在此不再赘述。
本发明实施例提供的资源配置装置,根据不同实例的不同规格,为其配置不同的资源积分,使得各实例通过消耗积分的形式灵活消耗CPU资源;同时,将积分周期分为两个时段,在少量消耗或不消耗CPU资源时,提供基准性能,且积攒资源积分,当需要大量消耗CPU资源时,利用之前积攒的积分来实现性能突增。针对性能突发实例,提供了合理的资源配置方案,从而避免为每个实例提供高固定量的资源,提高了CPU资源的利用率。
实施例四
以上描述了资源配置装置的内部功能和结构,该装置可实现为一种电子设备。图5为本发明提供的电子设备实施例的结构示意图。如图5所示,该电子设备包括存储器51和处理器52。
存储器51,用于存储程序。除上述程序之外,存储器51还可被配置为存储其它各种数据以支持在电子设备上的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备上操作的任何应用程序或方法的指令,联系人数据,电话簿数据,消息,图片,视频等。
存储器51可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
处理器52,与存储器51耦合,执行存储器51所存储的程序,以用于:
以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为各线程配置资源积分;以及,在周期结束时,根据线程的当前资源积分,为该线程重新配置资源积分;当实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对资源积分进行减法操作。
进一步,如图5所示,电子设备还可以包括:通信组件53、电源组件54、音频组件55、显示器56等其它组件。图5中仅示意性给出部分组件,并不意味着电子设备只包括图5所示组件。
通信组件53被配置为便于电子设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G或3G,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件53经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信组件53还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
电源组件54,为电子设备的各种组件提供电力。电源组件54可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为电子设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
音频组件55被配置为输出和/或输入音频信号。例如,音频组件55包括一个麦克风(MIC),当电子设备处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时,麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器51或经由通信组件53发送。在一些实施例中,音频组件55还包括一个扬声器,用于输出音频信号。
显示器56包括屏幕,其屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种资源配置方法,包括:
以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程配置资源积分;
在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分;
当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作,
其特征在于,所述在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分,包括:
在所述周期结束时,当所述线程的当前资源积分为正数时,将所述当前资源积分的分值累加到积分余额中,并根据所述实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程重新配置资源积分;或者,
当所述线程的当前资源积分为非正数时,根据所述实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程重新配置资源积分,并将所述当前资源积分的分值累加到重新配置的所述资源积分中。
2.根据权利要求1所述的资源配置方法,其特征在于,所述周期包括:第一时段和第二时段,所述当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作,包括:
当所述实例所包含的线程在所述第一时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对配置给所述线程的资源积分进行减法操作。
3.根据权利要求2所述的资源配置方法,其特征在于,还包括:
当所述实例所包含的线程在所述第二时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述线程的积分余额进行减法操作。
4.根据权利要求1所述的资源配置方法,其特征在于,累加到所述积分余额的所述资源积分定期清零。
5.一种资源配置装置,包括:
资源配置模块,用于以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程配置资源积分;以及,在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分;
积分处理模块,用于当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作,
其特征在于,所述资源配置模块还用于,在所述周期结束时,当所述线程的当前资源积分为正数时,将所述当前资源积分的分值累加到积分余额中,并根据所述实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程重新配置资源积分;或者,当所述线程的当前资源积分为非正数时,根据所述实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程重新配置资源积分,并将所述当前资源积分的分值累加到重新配置的所述资源积分中。
6.根据权利要求5所述的资源配置装置,其特征在于,所述周期包括:第一时段和第二时段,所述积分处理模块还用于,当所述实例所包含的线程在所述第一时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对配置给所述线程的资源积分进行减法操作。
7.根据权利要求6所述的资源配置装置,其特征在于,所述积分处理模块还用于,当所述实例所包含的线程在所述第二时段消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述线程的积分余额进行减法操作。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的所述程序,以用于:
以预设时长为周期,在一个周期开始时,根据实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程配置资源积分;
在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分;
当所述实例消耗CPU资源时,根据消耗的CPU资源量,对所述资源积分进行减法操作,
其中,所述在所述周期结束时,根据所述线程的当前资源积分,为所述线程重新配置资源积分,包括:
在所述周期结束时,当所述线程的当前资源积分为正数时,将所述当前资源积分的分值累加到积分余额中,并根据所述实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程重新配置资源积分;或者,
当所述线程的当前资源积分为非正数时,根据所述实例所包含线程的个数与内存容量,分别为所述线程重新配置资源积分,并将所述当前资源积分的分值累加到重新配置的所述资源积分中。
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