2025-09-18 05:56:39
本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/09/18/go-runtime-free-proposal
大家好，我是Tony Bai。
Go 的垃圾收集器（GC）是其简单性和并发安全性的基石，但也一直是性能优化的焦点。近年来，Go 核心团队为了进一步降低 GC 开销，进行了一系列前沿探索：从备受争议的arena 实验，到更优雅但实现复杂的 memory regions构想，最终，焦点似乎汇聚在了一项更务实、更具潜力的提案上——runtime.free。这项编号为 #74299 的实验性提案，正试图为 Go 的内存管理引入一个革命性的新维度：允许编译器和部分标准库在特定安全场景下，绕过 GC，直接释放和重用内存。其原型已在 strings.Builder 等场景中展现出高达 2 倍的性能提升。
本文将带着大家一起回顾 Go 内存管理的这段探索之旅，并初步剖析一下 runtime.free 提案的背景、核心机制及其对 Go 性能生态的深远影响。
Go 语言自诞生以来，其自动内存管理（GC）一直是核心特性之一。然而，对于性能极致敏感的场景——例如高吞吐量的网络服务——GC 的开销始终是开发者关注的焦点。为了赋予开发者更多控制力，Go 团队近年来开启了一系列关于“手动”或“半自动”内存管理的探索。
arena 实验（#51317）是第一次大胆的尝试。它引入了一个 arena.Arena 类型，允许开发者将一组生命周期相同的对象分配到一个独立的内存区域中，并在不再需要时一次性、批量地释放整个区域。
吸取了 arena 的教训，Go 团队提出了一个更优雅、更符合 Go 哲学的构想：内存区域（Memory Regions）（#70257）。其核心思想是，通过一个 region.Do(func() { … }) 调用，将一个函数作用域内的所有内存分配隐式地绑定到一个临时的、与 goroutine 绑定的区域中。
在 arena 的侵入性和 memory regions 的复杂性之间，Go 团队似乎找到了一个更务实、更具工程可行性的平衡点——runtime.free 提案。
它不再追求一个“要么全有，要么全无”的全局解决方案，而是提出了一种精准的、由编译器和运行时主导的“外科手术”。其核心思想是：与其让开发者手动管理整个内存区域，不如让更了解代码细节的编译器和底层标准库，在绝对安全的前提下，对那些生命周期短暂的、已知的堆分配进行点对点的、即时的释放和重用。
这种方法解决了 arena 的可组合性问题（因为它是自动的或内部的），也绕开了 memory regions 的全局复杂性。它像一把锋利的手术刀，精确地切除了那些最明确、最高频的冗余内存分配，为解决 Go 性能优化中的“鸡与蛋”问题提供了全新的思路。
该提案并非要将 free 的能力直接暴露给普通开发者。相反，它采取了一种高度受控的、分两路进行的策略：
这是该提案最激动人心的部分。编译器将获得自动插入内存跟踪和释放代码的能力。
工作流程：
对开发者的影响：这意味着，未来开发者编写的许多看似会产生堆分配的函数，将被编译器自动重写为不产生 GC 压力的版本，而开发者对此完全无感。
// 开发者编写的代码
func f1(size int) {
s := make([]int64, size) // 堆分配
// ... use s
}
// 编译器可能重写为（概念上）
func f1(size int) {
var freeablesArr [1]trackedObj
freeables := freeablesArr[:]
defer runtime.freeTracked(&freeables)
s := runtime.makeslicetracked64(..., &freeables) // 分配并跟踪
// ... use s
}
对于一些底层、性能关键的标准库组件，它们内部的内存管理逻辑比编译器能静态证明的要复杂。对于这些场景，提案提供了一个受限的、手动的 runtime.freesized 接口。
目标场景：
惊人的性能提升：提案中的基准测试显示，通过在 strings.Builder 的扩容逻辑中手动调用 runtime.freesized，在有多次写入（即多次扩容）的场景下，其性能提升了 45% 到 55%，几乎是原来的两倍快！
这证明，在正确的“热点”位置进行手动释放，可以带来巨大的性能收益。
引入手动内存管理，必然会带来对正常分配路径的性能影响。提案对此进行了细致的评估：
runtime.free 提案并非要将 Go 变成 C++ 或 Rust，它无意将手动内存管理的复杂性抛给普通开发者。相反，它代表了 Go 在自动内存管理（GC）和静态内存管理（栈分配）之外，探索的“第三条路”——由编译器和运行时主导的、高度受控的动态内存优化。
这一探索是务实且极具潜力的：
虽然这项工作仍处于实验阶段，但它清晰地指明了 Go 性能优化的下一个前沿方向。通过让编译器和运行时变得更加“智能”，在保证安全性的前提下，选择性地介入内存管理，Go 语言有望在保持其简洁易用性的同时，攀上新的性能高峰。
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2025-09-17 08:36:26
本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/09/17/some-things-i-keep-repeating-about-go
大家好，我是Tony Bai。
在阔别公众视野数年后，Go 社区的传奇人物 Dave Cheney 终于重返 GopherCon Europe 的舞台，发表了一场备受瞩目的复出首谈(注：我印象中的回归首谈^_^)。这场题为《那些我反复强调的 Go 编程之事》的演讲，没有追逐时髦的技术热点，而是选择回归编程的本源，分享了他十五年 Go 编程生涯中，那些被反复实践、验证并沉淀下来的核心理念。
本文将和大家一起深入解读这场演讲的三大核心支柱：命名、初始化与流程控制、以及辅助函数，并探讨为何这些看似简单的模式，却是编写可读、可维护、可测试 Go 代码的基石。
对于许多 Go 开发者而言，Dave Cheney 的名字不仅代表着一位高产的贡献者，更像是一位编程哲学的布道者。在他“消失”的几年里，社区依旧在流传和实践着他提出的诸多模式。因此，当他重返 GopherCon Europe 2025的舞台时，整个社区都在好奇：他反复强调的那些 Go 编程理念，变了吗？
答案既是“没有”，也是“更加深刻了”。
正如他在开场时所言，这次演讲是他对自己为多家公司编写了超过十年 Go 代码的经验总结，是他对 Peter Bourgon 经典演讲《Ways to do things》的致敬，更是一次对他自己编程风格的提纯与升华。他所分享的，正是那些在无数次代码审查、项目重构和生产救火中，被他反复提及、反复实践的编程模式。这些“重复之事”，构成了他编程哲学的坚实内核。
“我们应该执着地、狂热地关注程序中使用的每一个名字。” 演讲开篇，Dave 便直指编程的核心——命名。它涵盖了变量、常量、包、类型、方法和函数，是代码清晰度的源头。
对于 Go 社区经久不衰的“短标识符 vs. 长标识符”之争，Dave 引用了 Andrew Gerrand 的智慧之言，并将其作为命名第一法则：
“最好的标识符，是能够描述其存在理由的最短的那个。”
这意味着，名称的长度应与其生命周期和作用域成正比。一个只活几行的循环变量用 i 即可，而一个贯穿整个包的重要配置，则需要一个描述性的全名。
“你不是在写惊悚小说”，Dave 强调，标识符中最重要的、最独特的部分应该放在前面，而不是让读者猜到最后。特别是在同一作用域内有多个同类事物时，清晰的前缀至关重要。
一个常见的问题是，包的作者和消费者对“好名字”的看法不同。在包内，request 可能是一个合理的变量名；但在包外，它变成了 completion.Request，显得冗长。
Dave 提出的解决方案是建立一致的缩写约定：
// 外部调用
func DoSomething(creq *completion.Request) {}
// 包内实现
func (creq *Request) Do() {}
这样，无论读者身处包内还是包外，creq 这个标识符的含义都是稳定且可预测的。
Dave 引用了 Kate Gregory 在《Beautiful C++》中的观点：如果你能给一个标识符起一个足够好的名字，你可能就不需要为它写注释了。一个名字本身就应该能自我解释。
他举了一个反例：一个名为 Validate 的函数，却没有返回 error。这本身就是一个“代码异味”（code smell），即便加上注释 // Validate validates the graph，这种“说了两遍”的重复也无法掩盖其名不副实的问题。经过检查，这个函数实际做的是“扁平化图节点”，一个更准确的名字 FlattenNodes 就能让注释变得多余。
对于那些生命周期极短、仅用于临时数据传递的类型，最好的名字可能就是没有名字。例如，在处理 HTTP 请求时，如果需要先将 JSON 解码到一个中间结构体再进行验证，完全可以使用匿名结构体。
var payload struct {
Name string json:"name"
// ...
}
if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&payload); err != nil {
// ...
}
为这个只在此函数中存活一次的类型绞尽脑汁想一个名字（如 requestClient），是完全不必要的认知负担。
“if 很糟糕，else 更糟糕”，这是 Dave 对流程控制的核心观点。他认为，我们应该尽一切努力减少甚至消除代码中的 if-else 结构，尤其是那些用于延迟初始化的模式。
一个常见的反模式是“声明-后初始化”：
var thing Thing
if os.Getenv("ENV") == "prod" {
thing = NewRealThing()
} else {
thing = NewMockThing()
}
这不仅创造了一个 thing 未被初始化的“危险”中间状态，也增加了代码的认知负荷。Dave 的解决方案是：默认初始化，然后覆盖。
thing := NewMockThing() // 默认初始化
if os.Getenv("ENV") == "prod" {
thing = NewRealThing() // 在特定条件下覆盖
}
更进一步，将这个选择逻辑封装进一个辅助函数 NewThing() 中，这不仅让调用点的代码变得干净（thing := NewThing(isProd)），还将这个选择逻辑变成了一个可独立测试的单元。
这两个由 Matt Ryer 提出的模式，被 Dave 奉为圭臬：
main 函数是每个 Go 程序的入口，但它也是最“奇怪”的函数：它不能返回 error，并且隐式地依赖于大量的全局状态（操作系统环境、标准输入输出、命令行参数等），这使得它极难测试。
Dave 强烈推荐 main.run 模式，其应用非常简单：
1. 创建一个新的、普通的 Go 函数，例如 run。
2. 将 main 函数中的所有核心逻辑都移入 run 函数。
3. 将所有之前隐式依赖的全局状态，作为参数显式地传递给 run 函数。
4. 让 run 函数返回一个 error。
func main() {
// main 函数只负责处理最终的错误并退出
if err := run(os.Stdout, os.Args); err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "error: %v\n", err)
os.Exit(1)
}
}
// run 函数现在是一个纯粹的、可测试的 Go 函数
func run(stdout io.Writer, args []string) error {
// ... 你的所有核心逻辑
// ... 检查前置条件，构建状态
// ... 进入主循环
// ... 遇到任何问题，只需 return err
return nil
}
这个简单的重构，让程序的核心逻辑变得完全可测试，并且可以在测试中并行运行，极大地提升了开发和维护的效率。Dave 提到，这个模式曾帮助他的团队解决了一个棘手的问题：日志系统初始化失败，导致程序在尝试记录“日志初始化失败”这个错误时直接崩溃。
贯穿整个演讲的，是 Dave 对使用辅助函数的强烈推崇。他认为，辅助函数是我们扩展项目“内部语言”最强大的工具。
Dave 建议，我们可以在项目内部的 internal 目录下创建像 to、is、list 这样的包，用来存放这些辅助函数和类型。这不仅能避免污染公共 API，还能为项目创建一套强大的、可复用的“内部标准库”。
为什么这些看似微小的细节——命名、if-else、辅助函数——如此重要？Dave 引用了著名的认知心理学结论：人类的短期记忆（working memory）只能同时处理 7±2 个信息单元。
这意味着，当我们的代码迫使读者同时记住太多事情时，他们的认知负荷就会超载，理解代码的难度就会急剧增加。
所有这些模式——更短但精确的名字、消除 if-else、将逻辑封装进辅助函数——其最终目的都是一致的：减少读者在理解每一行代码时，需要装入短期记忆中的“东西”的数量。
演讲的最后，Dave 引用了“萨丕尔-沃尔夫假说”来升华他的核心论点(注：笔者在GopherChina 2017年大会上的演讲《Go coding in go way》也引用了此观点，记得那年Dave也参加了Gopher China，就坐在我的前面^_^)：
“你使用的语言，直接影响你思考问题的方式。”
通过创建新的名词（类型）和动词（辅助函数），我们实际上是在扩展和塑造我们项目的内部语言。当这门内部语言变得更优雅、更精确、认知负荷更低时，我们对问题的思考也会变得更清晰、更深入。
一个难以命名的函数，或一段需要大段注释来解释的逻辑，都是设计需要改进的强烈信号。它在“恳求你进行重构”。
最终，我们编写的代码，不仅是给机器执行的指令，更是写给未来自己和同事的“信”。而 Dave Cheney 的这些建议，正是帮助我们写好这封“信”，使其清晰、优雅、易于理解的宝贵指南。
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2025-09-16 08:27:51
本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/09/16/go-language-when-simple-becomes-complex
大家好，我是Tony Bai。
“我没有时间写一封短信，所以我写了一封长信。” —— 马克·吐温
这句名言的字面意思是写长信很容易，但把长信写成短信，就要删掉很多，这个过程是很难的。
在Go社区近期的一场热议中，该名言被引用来概括讨论的核心议题：简单是复杂的，而把事情搞复杂，反而简单。
这场讨论始于一个 Gopher 的真诚提问：在重温了 Rob Pike 2015 年关于“Simplicity is Complicated”的著名演讲后，他感到困惑。Go 语言在近些年增加了不少新特性，尤其是泛型，这是否违背了当初的简约哲学？语言真的因此变得更好了吗？
这个问题，如同投入平静湖面的一颗石子，激起了层层涟漪。它既是对 Go 语言演进方向的拷问，更是对“简单”这一核心价值观的再审视。
但要厘清这场复杂的辩论，我们不能简单地给出“是”或“否”的答案。相反，通过挖掘和解读社区的集体智慧，我们可以发现，Go 语言的演进其实遵循着三条深刻的内在法则。
本文将为大家曾现这三大法则，以期揭示 Go 语言在保持其灵魂的同时，如何拥抱变化。
在讨论中，一个压倒性的共识是：语言必须演进以保持其生命力。 这也和2023年末Go前任技术负责人Russ Cox演讲中的观点不谋而合。
一位资深开发者引用了 Pascal 的例子：一门曾经辉煌的语言，因其未能跟上时代的需求而逐渐式微。与之相对，C 语言虽然演进缓慢，但其核心结构的简单性使其成为构建其他语言（如 C++）的基石，从而获得了永生。
Go 团队显然深谙此道。无论是备受争议的 go.mod 还是千呼万唤始出来的泛型，社区普遍认为，这些都不是轻率的“功能堆砌” (feature creep)，而是 Go 团队在经过漫长、缓慢且深思熟虑的辩论后，对真实世界需求的审慎回应。
“不演进的语言，将面临失去其存在意义的风险。”
这种演进并非盲目追逐潮流，而是为了解决社区在实践中遇到的真实痛点。Go 的选择，不是停滞不前，而是以自己独有的、极其克制的节奏向前迈进。
“复杂性永远不会消失，它只是在迁移。” 一位来自 Perl 世界的开发者分享了这一深刻洞见。
在 Go 的早期，语言的极度简约，意味着许多复杂性被转移到了开发者身上。我们不得不编写大量的 interface{} 代码，或者依赖 go generate 和各种工具来处理本可以由语言特性解决的问题。这符合 Go 早期的理念：“将更多的负担交给工具，将更少的负担留给开发者的大脑。”
然而，当新特性（如泛型）被引入时，这种平衡发生了微妙的变化。语言本身承担了更多的复杂性，以期为开发者在特定场景下提供更简洁、更安全更强大的表达方式。
但这把“双刃剑”也引起了社区的警惕：当语言特性变得过于丰富时，复杂性是否会从工具端，重新迁移回开发者的大脑？我们会不会像某些语言的社区那样，因为不同的特性偏好而分裂成不同的“程序员种姓”？
Go 的应对之策是：在能力与复杂性之间寻求一个极其苛刻的平衡点。
以泛型为例，Go 的实现远非“完全体”。一个被反复提及的限制是“Go 仍然不支持泛型方法”。
// 我们可以写一个泛型函数
func GenericFunc[T any](t Thing, arg T) {}
// 但我们不能写一个泛型方法（方法自身拥有独立的类型参数）
// func (t Thing) GenericFunc[T any](arg T) {} // 编译错误！
这个看似“残缺”的设计，或许恰恰是 Go 简约哲学的体现？它提供了社区最急需的 80% 的泛型能力，同时又刻意避免了因引入更复杂特性（如高级类型理论）而带来的认知过载。这是 Go 在演进道路上，小心翼翼守护其“简单”灵魂的明证。
在讨论语言演进时，Python2到Python3 的“大分裂”和 Ruby 小版本更新带来的破坏性变更，被作为反面教材反复提及。这些案例凸显了 Go 最宝贵的资产之一：坚如磐石的向后兼容性。
一位开发者感慨道：“Go 是少数几种，我可以拿起 10 年前的代码，几乎不做修改就能成功编译并运行的语言。”
这种稳定性，让 Go 开发者可以放心地升级工具链，享受新版本带来的性能提升和安全修复，而无需担心现有代码库会“一夜之间”崩溃。go.mod 的引入，更是将这种稳定性从语言层面扩展到了整个依赖生态。
因此，即使 Go 增加了新特性，其核心体验依然是连贯和可预测的。开发者可以选择性地拥抱新功能，也可以在需要时，继续使用他们熟悉的那套“旧”的、但依然行之有效的方法。
回到最初的问题：Go 还是那个推崇“简单”的语言吗？
社区的答案是：是，但“简单”的内涵已经演变。
Go 的简约，不再是特性列表的长度，而是一种动态的平衡。它是在“停滞不前的风险”与“功能过载的混乱”之间走钢丝；是在“将复杂性留给工具”与“用语言特性赋能开发者”之间做权衡；是在“提供新能力”与“保护向后兼容”之间做取舍。
这场讨论本身，比任何单一的答案都更有价值。它表明 Go 社区拥有一批充满激情、对语言的哲学核心保持高度警惕的开发者。正是这种持续的、健康的“紧张感”，确保了 Go 在未来的演进中，无论增加什么，都不会忘记它最初为何而出发。
简约依然是 Go 的北极星，只是抵达它的航路，变得比以往任何时候都更加深思熟虑。
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2025-09-15 08:35:04
本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/09/15/go-context-column
大家好，我是Tony Bai。
作为一个 Gopher，如果说 Go 语言里哪个标准库最能引发“灵魂拷问”，我想 context 说第二，没人敢说第一。
我们每天都在和它打交道，不是吗？
打开任何一个 Go 项目，从 Gin 的 c.Request.Context()，到 gRPC 的方法签名，再到数据库的 QueryContext，context.Context 这个参数就像一个“幽灵”，无处不在，却又常常让人捉摸不透。
它总是雷打不动地占据着函数签名的第一个位置，仿佛在宣告自己的“正宫”地位。我们依葫芦画瓢地将它一层层往下传，似乎只要照做，程序就能安然无恙。
但你是否也曾在某个深夜，对着一段因为 context deadline exceeded 而崩溃的代码，陷入沉思：
这些问题，就像一个个幽灵，盘旋在许多 Gopher 的脑海里。我们似乎懂 context，但又好像只懂它的皮毛。这种“半懂不懂”的状态，在平时或许相安无事，但在复杂的生产环境中，往往就是那个导致服务雪崩的“致命稻草”。
说实话，我曾经也为此挣扎了很久。
我读过官方文档，写过零散的学习体会博客，但总感觉知识是碎片化的。直到我下定决心，从 context 诞生的“前世”开始，一路追溯到它的源码“心脏”，再回到真实世界的“最佳实践”和“天坑”现场，我才终于将这些碎片拼成了一幅完整的、清晰的地图。
那一刻，我豁然开朗。
原来 context 的设计如此精妙，它用最简单的接口，解决的是 Go 并发编程中最核心的两个难题：生命周期控制和数据传递。它就是 Go 并发世界的“指挥官”和“情报员”。
为了让更多像我一样曾经困惑的 Gopher 能够彻底征服 context，我决定将我的所有思考、踩坑经验和源码洞察，浓缩成一个全新的微专栏——《Go Context 解惑：从原理到最佳实践》。
这是一个反教条的专栏。我们不会一上来就罗列 API，而是：
整个专栏共 4 篇精心打磨的文章，每一篇都致力于解决一个核心问题，层层递进，帮你构建一个完整、牢固的 context 知识体系。
如果你也曾对 context 感到迷茫；
如果你渴望提升自己编写健壮并发程序的能力；
如果你想在技术深度上，与身边的同事拉开差距…
那么，这个专栏就是为你量身打造的。
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期待在专栏里，与你一同解惑，共同进步。
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2025-09-14 06:54:16
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大家好，我是Tony Bai。
二十年前，Steve McConnell 的《代码大全》(Code Complete 2nd) 以其近 900 页的体量，成为软件工程领域一座难以逾越的丰碑。二十年后，它依然是无数工程师书架上的必备经典。在一场深度的访谈(https://www.youtube.com/watch?v=iPKmcLxuS_A)中，McConnell分享了这部巨著背后的故事、对职业发展的深刻洞见，以及对 AI 时代的冷静思考。
尽管技术浪潮已更迭数代，但 McConnell 的核心思想依然闪耀着永恒的光芒。我从中提炼出三大“启示”，它们穿越了语言和工具的变迁，直指软件开发的本质，为每一位追求卓越的工程师提供了清晰的行动指南。
访谈中，McConnell 反复强调一个核心概念：他所著述的领域是“软件构建” (Software Construction)，而这远不止我们通常理解的“编码” (Coding)。这是一个至关重要的区分，是从业余爱好者迈向专业工程师的第一道分水岭。
软件构建是一个广阔的领域，它涵盖了详细设计、编码、调试、测试集成、可读性与长期维护等一系列与代码紧密相关的活动。
在 McConnell 看来，只关注“编码”的工程师，如同只知道砌砖的建筑工人；而懂得“软件构建”的工程师，则是在思考整面墙的结构、承重与美学。
这意味着，在你编写每一行代码之前和之后，都需要思考：
这个启示提醒我们，卓越的软件并非代码的堆砌，而是深思熟虑的“构建”过程的产物。
在访谈最发人深省的部分，McConnell 分享了他对抗职业生涯随机性的强大心智模型：“职业金字塔” (Career Pyramid) vs. “跳荷叶” (Lily Pad Hopping)。
“跳荷叶”：工程师们从一个项目跳到另一个项目，看似在不断学习新技术、接触新业务，但这些经历是零散的、不连贯的。年复一年，知识面变广了，但核心价值并未实现质的飞跃，因为这些努力“没有累积成任何东西”。
“职业金字塔”：这是一种战略性思维。将职业生涯视为一座需要亲手建造的金字塔，每一次选择——无论是学习一门技术，还是参与一个项目——都是在为这座金字塔添砖加瓦。所有努力都服务于一个长远目标，层层叠加，最终形成一个深厚、独特且极具价值的能力体系。
这个启示提醒我们要时常自省，有意识地规划你的成长路径，让每一次努力都成为你“职业金字塔”的一部分。
面对 AI 能快速生成代码的现实，McConnell 并未表现出焦虑，反而给出了一个极其深刻的洞见，精准地定义了人类工程师在未来的核心价值。
他引用了 Fred Brooks 的“本质复杂性” (Essential Complexity) 概念，指出软件工程的真正挑战，在于处理由真实世界的混乱所带来的无数异常和边界情况。
“编程，我们不能做到‘近似正确’ (approximately right)，我们必须做到‘完全正确’ (exactly right)。”
AI 或许能高效地处理“近似正确”的部分——即生成“快乐路径” (Happy Path) 的代码。但这恰恰凸显了人类工程师的价值。
这意味着工程师的角色正在演进，目标是成为“完全正确”的最终守护者，具体来说，我们要：
McConnell 的访谈如同一座灯塔，为在技术浪潮中航行的我们指明了方向。这三大启示——将编码提升为构建，将工作升华为事业，将价值定位于正确。无论工具如何演变，对质量的追求、对成长的规划、对责任的担当，将永远是定义一位卓越工程师的真正标尺。
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