| 提高ASP.Net應(yīng)用程序性能的十大方法 | |||
| ［作者：不詳 轉(zhuǎn)貼自：不詳 點(diǎn)擊數(shù)： 92 字體:【大 中 小】 更新時(shí)間：2006-3-2 15:27:54］ | |||
| 本文討論: 提高asp.net應(yīng)用程序性能的常說(shuō)的神話 有用的提高asp.net應(yīng)用程序性能的技巧 Asp.net應(yīng)用程序操作數(shù)據(jù)庫(kù)的建議 Asp.net中的緩存與后臺(tái)處理進(jìn)程 現(xiàn)在寫一個(gè)asp.net的web應(yīng)用程序變得非常的簡(jiǎn)單,許多的程序員都不愿花時(shí)間去構(gòu)建一個(gè)性能良好的應(yīng)用程序。本文將要討論提高web應(yīng)用程序性能的十大方法。我將不限于只討論asp.net應(yīng)用程序的內(nèi)容，因?yàn)樗鼈冎皇莣eb應(yīng)用程序的一個(gè)子集。本文也不能提供一個(gè)完整提高web應(yīng)用程序性能的指南，因?yàn)檫@需要一本書的篇幅。本文只提供一個(gè)提高web應(yīng)用程序性能的良好的開端。（剩下的只有我們自己慢慢研究了）。 在工作這外，我經(jīng)常去攀巖，在每次攀巖之前，我都會(huì)重溫一下攀巖線路圖及看一下前面的成功的攀巖者的建議。因?yàn)槲覀冃枰鼈兊某晒?jīng)驗(yàn)。同樣的，當(dāng)你需要修改某個(gè)有性能問(wèn)題的程序或者是要開發(fā)一個(gè)高性能的站點(diǎn)時(shí)，你也需要學(xué)習(xí)怎么樣寫一個(gè)高性能的web應(yīng)用程序。 我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)主要來(lái)源于在微軟的asp.net組擔(dān)任程序經(jīng)理，運(yùn)行和管理www.asp.net網(wǎng)站，和協(xié)助開發(fā)Community Server（它是asp.net Forums，.Text, and nGallery的集成升級(jí)版本軟件）。我想這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)芪易寔?lái)幫助大家。 你也許會(huì)想到把你的應(yīng)用程序劃分成不同的邏輯層。你也可能聽過(guò)三層物理架構(gòu)或N層架構(gòu)，這是最常用的架構(gòu)模式，它把不同的程序功能物理的分配給各個(gè)硬件來(lái)執(zhí)行。這樣，如果我們想提高應(yīng)用程序的性能的話，加一些硬件就可以達(dá)到目的了。按理說(shuō)這種方法能提高應(yīng)用程序的性能,但是我們應(yīng)該避免使用這種方法。所以，只要有可能，我們都應(yīng)該把a(bǔ)sp.net頁(yè)面和它用到的組件放到一個(gè)應(yīng)用程序中運(yùn)行。 因?yàn)榉植际降牟际穑玫絯eb services或者Remoting，它將使應(yīng)用程序的性能下降20%或者更多。 對(duì)于數(shù)據(jù)層有點(diǎn)不同，最好還是把它獨(dú)立出來(lái)布署，用一個(gè)單獨(dú)的硬件來(lái)運(yùn)行它。雖然這樣，但是數(shù)據(jù)庫(kù)仍然是應(yīng)用程序性能的瓶頸。因此，當(dāng)你想優(yōu)化你的程序的時(shí)候，首先想到的地方就應(yīng)該是優(yōu)化數(shù)據(jù)層了。 在修改應(yīng)用程序的出現(xiàn)性能問(wèn)題的地方之前，你要先確認(rèn)出問(wèn)題的地方的程序看起來(lái)很嚴(yán)密，性能分析器對(duì)于查找應(yīng)用程序哪些地方花費(fèi)了多長(zhǎng)時(shí)間非常有用。這些地方是我們用直覺感覺不到的。 本文討論兩種類型的性能優(yōu)化：一種是大的性能優(yōu)化(big optimizations)，如用asp.net的Cache；另一種是小的性能優(yōu)化（tiny optimizations）。小幅的性能優(yōu)化有時(shí)候非常有用。你只對(duì)你的代碼作一個(gè)小的改到，然后一次調(diào)用它一千或一萬(wàn)次。作一次大的性能優(yōu)化，你會(huì)發(fā)生你的應(yīng)用程序的速度會(huì)有一個(gè)很大的提升。作一次小的性能優(yōu)化，也許每次請(qǐng)求只能提高一微秒，但是如果每天的請(qǐng)求量很大的話，那么應(yīng)用程序就有很顯著的性能提升。 數(shù)據(jù)層的性能 當(dāng)你要優(yōu)化一個(gè)應(yīng)用程序的性能的時(shí)候，你可以按下面的順序工作：你的代碼要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)？如果要，訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)頻率怎么樣？同樣，這種測(cè)試方法也可以用在用web services或Remoting的程序代碼中。本文將不討論用Web services和Remoting的程序優(yōu)化的問(wèn)題。 如果在你的代碼中有一段必須訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求，而你在其它的地方又看到實(shí)現(xiàn)同樣的功能 的代碼，那么你首先要優(yōu)化它。修改和完善繼續(xù)測(cè)試，除非你有一個(gè)非常大的性能問(wèn)題，你的時(shí)間最好花在優(yōu)化查詢，連接數(shù)據(jù)庫(kù)，返回?cái)?shù)據(jù)集的大小，以及一次查詢往返回的時(shí)間上。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，讓我們來(lái)看看十個(gè)能幫助你提升你的應(yīng)用程序性能的經(jīng)驗(yàn)，我將按將它們提升效率的多少?gòu)拇蟮叫⌒∫来握f(shuō)明。 一、返回多個(gè)數(shù)據(jù)集 檢查你的訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的代碼，看是否存在著要返回多次的請(qǐng)求。每次往返降低了你的應(yīng)用程序的每秒能夠響應(yīng)請(qǐng)求的次數(shù)。通過(guò)在單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求中返回多個(gè)結(jié)果集，可以減少與數(shù)據(jù)庫(kù)通信的時(shí)間，使你的系統(tǒng)具有擴(kuò)展性，也可以減少數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求的工作量。 如果你是用動(dòng)態(tài)的SQL語(yǔ)句來(lái)返回多個(gè)數(shù)據(jù)集，那我建議你用存儲(chǔ)過(guò)程來(lái)替代動(dòng)態(tài)的SQL語(yǔ)句。是否把業(yè)務(wù)邏輯寫到存儲(chǔ)過(guò)程中，這個(gè)有點(diǎn)爭(zhēng)議。但是我認(rèn)為，把業(yè)務(wù)邏輯寫到存儲(chǔ)過(guò)程里面可以限制返回結(jié)果集的大小，減小網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流量，在邏輯層也不用在過(guò)濾數(shù)據(jù)，這是一個(gè)好事情。 用SqlCommand對(duì)象的ExecuteReader方法返回一個(gè)強(qiáng)類型的業(yè)務(wù)對(duì)象，再調(diào)用NextResult方法來(lái)移動(dòng)數(shù)據(jù)集指針來(lái)定位數(shù)據(jù)集。示例一演示了一個(gè)返回多個(gè)ArrayList強(qiáng)類型對(duì)象的例子。只從數(shù)據(jù)庫(kù)中返回你需要的數(shù)據(jù)可以大大的減小你的服務(wù)器所耗用的內(nèi)存。 二、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分頁(yè) ASP。NET的DataGrid有一個(gè)非常有用的功能：分頁(yè)。如果DataGrid允許分頁(yè)，在某一時(shí)刻它只下載某一頁(yè)的數(shù)據(jù)，另外，它有一個(gè)數(shù)據(jù)分頁(yè)的濟(jì)覽導(dǎo)航欄，它讓你可以選擇瀏覽某一頁(yè)，而且每次只下載一頁(yè)的數(shù)據(jù)。 但是它有一個(gè)小小的缺點(diǎn)，就是你必須把所有的數(shù)據(jù)都綁定到DataGrid中。也就是說(shuō)，你的數(shù)據(jù)層必須返回所有的數(shù)據(jù)，然后DataGrid再根據(jù)當(dāng)前頁(yè)過(guò)濾出當(dāng)前頁(yè)所需要的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。如果有一個(gè)一萬(wàn)條記錄的結(jié)果集要用DataGrid進(jìn)行分頁(yè)，假設(shè)DataGrid每頁(yè)只顯示25條數(shù)據(jù)，那就意味著每次請(qǐng)求都有9975條數(shù)據(jù)都是要丟棄的。每次請(qǐng)求都要返回這么大的數(shù)據(jù)集，對(duì)應(yīng)用程序的性能影響是非常大的。 一個(gè)好的解決方案是寫一個(gè)分頁(yè)的存儲(chǔ)過(guò)程，例子2是一個(gè)用于對(duì)Northwind數(shù)據(jù)庫(kù)orders表的分頁(yè)存儲(chǔ)過(guò)程。你只需要傳當(dāng)前頁(yè)碼，每頁(yè)顯示的條數(shù)兩個(gè)參數(shù)進(jìn)來(lái)，存儲(chǔ)過(guò)程會(huì)返回相應(yīng)的結(jié)果。 在服務(wù)器端，我專門寫了一個(gè)分頁(yè)的控件來(lái)處理數(shù)據(jù)的分頁(yè)，在這里，我用了第一個(gè)方法，在一個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程里面返回了兩個(gè)結(jié)果集：數(shù)據(jù)記錄總數(shù)和要求的結(jié)果集。 返回的記錄總數(shù)取決于要執(zhí)行查詢，例如，一個(gè)where條件可以限制返回的結(jié)果集的大小。因?yàn)樵诜猪?yè)界面中必須要根據(jù)數(shù)據(jù)集記錄的大小來(lái)計(jì)算總的頁(yè)數(shù)，所以必須要返回結(jié)果集的記錄數(shù)。例如，如果一共有1000000條記錄，如果用where條件就可以過(guò)濾成只返回1000條記錄，存儲(chǔ)過(guò)程的分頁(yè)邏輯應(yīng)該知道返回那些需要顯示的數(shù)據(jù)。 三、連接池 用TCP來(lái)連接你的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)是一件昂貴的事情（很費(fèi)時(shí)的事情），微軟的開發(fā)者可以通過(guò)用連接池來(lái)反復(fù)的使用數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。比起每次請(qǐng)求都用TCP來(lái)連一次數(shù)據(jù)庫(kù)，連接池只有在不存在有效的連接時(shí)才新建一個(gè)TCP連接。當(dāng)關(guān)閉一個(gè)連接的時(shí)候，它會(huì)被放到池中，它仍然會(huì)保持與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，這樣就可以減少與數(shù)據(jù)庫(kù)的TCP連接次數(shù)。 當(dāng)然，你要注意那些忘記關(guān)的連接，你應(yīng)在每次用完連接后馬上關(guān)閉它。我要強(qiáng)調(diào)的是：無(wú)論什么人說(shuō).net framework中的GC(垃圾收集器)總會(huì)在你用完連接對(duì)象后調(diào)用連接對(duì)象的Close或者Dispose方法顯式的關(guān)閉你的連接。不要期望CLR會(huì)在你想象的時(shí)間內(nèi)關(guān)掉連接，雖然CLR最終都要銷毀對(duì)象和關(guān)閉邊接，但是我們并不能確定它到底會(huì)在什么時(shí)候做這些事情。 要用連接池優(yōu)化，有兩條規(guī)則，第一，打開連接，處理數(shù)據(jù)，然后關(guān)閉連接。如果你必須在每次請(qǐng)求中多次打開或關(guān)閉連接，這好過(guò)一直打開一個(gè)邊接，然后把它傳到各個(gè)方法中。第二，用相同的連接字符串（或者用相同的用戶標(biāo)識(shí)，當(dāng)你用集成認(rèn)證的時(shí)候）。如果你沒(méi)有用相同的連接字符串，如你用基于登錄用戶的連接字符串，這將不能利用連接池的優(yōu)化功能。如果你用的是集成的論證，因?yàn)橛脩艉芏?，所以你也不能充分利用連接池的優(yōu)化功能。.NET CLR提供了一個(gè)數(shù)據(jù)性能計(jì)數(shù)器，它在我們需要跟蹤程序性能特性的時(shí)候非常有用，當(dāng)然也包括連接池的跟蹤了。 無(wú)論你的應(yīng)用程序什么時(shí)候要連在另一臺(tái)機(jī)子的資源，如數(shù)據(jù)庫(kù)，你都應(yīng)該重點(diǎn)優(yōu)化你連資源所花的時(shí)間，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間，以及往返回之間的次數(shù)。優(yōu)化你的應(yīng)用程序中的每一個(gè)處理點(diǎn)（process hop），它是提高你的應(yīng)用的性能的出發(fā)點(diǎn)。 應(yīng)用程序?qū)影c數(shù)據(jù)層連接，傳送數(shù)據(jù)到相應(yīng)的類的實(shí)例以及業(yè)務(wù)處理的邏輯。例如，在Community Server中，要組裝一個(gè)Forums或者Threads集合，然后應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯，如授權(quán)，更重要的，這里要完成緩存邏輯。 四、 ASP。NET緩存API 在寫應(yīng)用程序之前,你要做的第一件事是讓應(yīng)用程序最大化的利用ASP.NET的緩存功能。 如果你的組件是要在Asp.net應(yīng)用程序中運(yùn)行，你只要把System.Web.dll引用到你的項(xiàng)目中就可以了。然后用HttpRuntime.Cache屬性就可訪問(wèn)Cache了（也可以通過(guò)Page.Cache或HttpContext.Cache訪問(wèn)）。 有以下幾條緩存數(shù)據(jù)的規(guī)則。第一，數(shù)據(jù)可能會(huì)被頻繁的被使用，這種數(shù)據(jù)可以緩存。第二，數(shù)據(jù)的訪問(wèn)頻率非常高，或者一個(gè)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)頻率不高，但是它的生存周期很長(zhǎng)，這樣的數(shù)據(jù)最好也緩存起來(lái)。第三是一個(gè)常常被忽略的問(wèn)題，有時(shí)候我們緩存了太多數(shù)據(jù)，通常在一臺(tái)X86的機(jī)子上，如果你要緩存的數(shù)據(jù)超過(guò)800M的話，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的錯(cuò)誤。所以說(shuō)緩存是有限的。換名話說(shuō)，你應(yīng)該估計(jì)緩存集的大小，把緩存集的大小限制在10以內(nèi)，否則它可能會(huì)出問(wèn)題。在Asp.net中，如果緩存過(guò)大的話也會(huì)報(bào)內(nèi)存溢出錯(cuò)誤，特別是如果緩存大的DataSet對(duì)象的時(shí)候。 這里有幾個(gè)你必須了解的重要的緩存機(jī)制。首先是緩存實(shí)現(xiàn)了“最近使用”原則（ a least-recently-used algorithm），當(dāng)緩存少的時(shí)候，它會(huì)自動(dòng)的強(qiáng)制清除那些無(wú)用的緩存。其次 “條件依賴”強(qiáng)制清除原則（expiration dependencies），條件可以是時(shí)間，關(guān)鍵字和文件。以時(shí)間作為條件是最常用的。在asp.net2.0中增加一更強(qiáng)的條件，就是數(shù)據(jù)庫(kù)條件。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)強(qiáng)制清除緩存。要更深入的了解數(shù)據(jù)庫(kù)條件依賴請(qǐng)看Dino Esposito 在MSDN雜志2004年七月刊的Cutting Edge專欄文章。Asp.net的緩存架構(gòu)如下圖所示： 五、 預(yù)請(qǐng)求緩存 在前面，我提到過(guò)即使我們只對(duì)某些地方作了一個(gè)小小的性能改進(jìn)也可以獲得大的性能提升，我非常喜歡用預(yù)請(qǐng)求緩存來(lái)提升程序的性能。 雖然Cache API設(shè)計(jì)成用來(lái)保存某段時(shí)間的數(shù)據(jù)，而預(yù)請(qǐng)求緩存只是保存某個(gè)時(shí)期的某個(gè)請(qǐng)求的內(nèi)容。如果某個(gè)請(qǐng)求的訪問(wèn)頻率高，而且這個(gè)請(qǐng)求只需要提取，應(yīng)用，修改或者更新數(shù)據(jù)一次。那么就可以預(yù)緩存該請(qǐng)求。我們舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。 在CS的論壇應(yīng)用程序中，每一個(gè)頁(yè)面的服務(wù)器控件都要求得到用于決定它的皮膚（skin）的自定義的數(shù)據(jù)，以決定用哪個(gè)樣式表及其它的一些個(gè)性化的東西。這里面的某些數(shù)據(jù)可能要長(zhǎng)時(shí)間的保存，有些時(shí)間則不然，如控件的skin數(shù)據(jù)，它只需要應(yīng)用一次，而后就可以一直使用。 要實(shí)現(xiàn)預(yù)請(qǐng)求緩存，用Asp.net 的HttpContext類，HttpContext類的實(shí)例在每一 個(gè)請(qǐng)求中創(chuàng)建，在請(qǐng)求期間的任何地方都可以通過(guò)HttpContext.Current屬性訪問(wèn)。HttpContext類有一個(gè)Items集合屬性，在請(qǐng)求期間所有的對(duì)象和數(shù)據(jù)都被添加到這個(gè)集合中緩存起來(lái)。和你用Cache緩存訪問(wèn)頻率高數(shù)據(jù)一樣，你可以用HttpContext.Items緩存那些每個(gè)請(qǐng)求都要用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。它背后的邏輯很簡(jiǎn)單：我們向HttpContext.Items中添加一個(gè)數(shù)據(jù)，然后再?gòu)乃锩孀x出數(shù)據(jù)。 六、 后臺(tái)處理 通過(guò)上面的方法你的應(yīng)用程序應(yīng)該運(yùn)行得很快了，是不是？但是在某些時(shí)候，程序中的一次請(qǐng)求中可能要執(zhí)行一個(gè)非常耗時(shí)的任務(wù)。如發(fā)送郵件或者是檢查提交的數(shù)據(jù)的正確性等。 當(dāng)我們把a(bǔ)sp.net Forums 1.0集成在CS中的時(shí)侯，發(fā)現(xiàn)提交一個(gè)新的帖子的時(shí)候會(huì)非常的慢。每次新增一個(gè)帖子的時(shí)侯，應(yīng)用程序首先要檢查這個(gè)帖子是不是重復(fù)提的，然后用“badword”過(guò)濾器來(lái)過(guò)濾，檢查圖片附加碼，作帖子的索引，把它添加到合適的隊(duì)列中，驗(yàn)證它的附件，最后，發(fā)郵件到它的訂閱者郵件箱中。顯然，這個(gè)工作量很大。 結(jié)果是它把大量的時(shí)間都花在做索引和發(fā)送郵件中了。做帖子的索引是一項(xiàng)很耗時(shí)的操作，而發(fā)郵件給訂閱都需要連接到SMTP服務(wù)，然后給每一個(gè)訂閱者都發(fā)一封郵件，隨著訂閱用戶的增加，發(fā)送郵件的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。 索引和發(fā)郵件并不需要在每次請(qǐng)求時(shí)觸發(fā)，理想狀態(tài)下，我們想要批量的處理這些操作，每次只發(fā)25封郵件或者每隔5分鐘把所有的要發(fā)的新郵件發(fā)一次。我們決定使用與數(shù)據(jù)庫(kù)原型緩存一樣的代碼，但是失敗了，所以又不得不回到VS.NET 2005。 我們?cè)赟ystem.Threading命名空間下找到了Timer類，這個(gè)類非常有用，但卻很少有人知道，Web開發(fā)人員則更少有人知道了。一旦他建了該類的實(shí)例，每隔一個(gè)指定的時(shí)間，Timer類就會(huì)從線程池中的一個(gè)線程中調(diào)用指定的回調(diào)函數(shù)。這意味著你的asp.net應(yīng)用程序可以在沒(méi)有請(qǐng)求的時(shí)候也可以運(yùn)行。這就是后以處理的解決方案。你就可以讓做索引和發(fā)郵件工作在后臺(tái)運(yùn)行，而不是在每次請(qǐng)求的時(shí)候必須執(zhí)行。 后臺(tái)運(yùn)行的技術(shù)有兩個(gè)問(wèn)題，第一是，當(dāng)你的應(yīng)用程序域卸載后，Timer類實(shí)例就會(huì)停止運(yùn)行了。也就是不會(huì)調(diào)用回調(diào)方法了。另外，因?yàn)镃LR的每個(gè)進(jìn)程中都有許多的線程在運(yùn)行，你將很難讓Timer獲得一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行它，或者能執(zhí)行它，但會(huì)延時(shí)。Asp.net層要盡量少的使用這種技術(shù)，以減少進(jìn)程中線程的數(shù)量，或者只讓請(qǐng)求用一小部分的線程。當(dāng)然如果你有大量的異步工作的話，那就只能用它了。 這里沒(méi)有足夠的空間有貼代碼，你可以從http://www.rob-howard.net/中下載示例程序，請(qǐng)下載Blackbelt TechEd 2004的示例程序。 七、 頁(yè)面輸出緩存和代理服務(wù) Asp.net是你的界面層（或者說(shuō)應(yīng)該是），它包含頁(yè)面，用戶控件，服務(wù)器控件（HttpHandlers 和HttpModules）以及它們生成的內(nèi)容。如果你有一個(gè)Asp.net頁(yè)面用來(lái)輸出html，xml,imgae或者是其它的數(shù)據(jù)，對(duì)每一個(gè)請(qǐng)求你都用代碼來(lái)生成相同的輸出內(nèi)容，你就很有必要考慮用頁(yè)面輸出緩存了。 你只要簡(jiǎn)單的把下面的這一行代碼復(fù)制到你的頁(yè)面中就可以實(shí)現(xiàn)了： <%@ PageOutputCache VaryByParams=”none” Duration=”60” %> 你就可以有效的利用第一次請(qǐng)求里生成的頁(yè)面輸出緩存內(nèi)容，60秒后重新生成一道頁(yè)面內(nèi)容。這種技術(shù)其實(shí)也是運(yùn)用一些低層的Cache API來(lái)實(shí)現(xiàn)。用頁(yè)面輸出緩存有幾個(gè)參數(shù)可以配置，如上面所說(shuō)的VaryByParams參數(shù)，該參數(shù)表示什么時(shí)候觸發(fā)重輸出的條件，也可以指定在Http Get或Http Post 請(qǐng)求模式下緩存輸出。例如當(dāng)我們?cè)O(shè)置該參數(shù)為VaryByParams=”Report”的時(shí)候，default.aspx?Report=1或者default.aspx?Report=2請(qǐng)求的輸出都會(huì)被緩存起來(lái)。參數(shù)的值可以是多個(gè)用分號(hào)隔開參數(shù)。 許多人都沒(méi)有意識(shí)到當(dāng)用頁(yè)面輸出緩存的時(shí)候，asp.net也會(huì)生成HTTP頭集（HTTP Header）保存在下游的緩存服務(wù)器中，這些信息可以用于Microsoft Internet安全性中以及加速服務(wù)器的響應(yīng)速度。當(dāng)HTTP緩存的頭被重置時(shí)，請(qǐng)求的內(nèi)容會(huì)被緩在網(wǎng)絡(luò)資源中，當(dāng)客戶端再次請(qǐng)求該內(nèi)容時(shí)，就不會(huì)再?gòu)脑捶?wù)器上獲得內(nèi)容了，而直接從緩存中獲得內(nèi)容。 | |||
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