Java8新特性

为什么使用 Lambda 表达式

Lambda 是一个匿名函数,我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码(将代码
像数据一样进行传递)。可以写出更简洁、更灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格,使Java的语言表达能力得到了提升。

基本案例

Runnable runnable=new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello");      
            }
        };

//等效于上面
Runnable runnable= () -> System.out.println("hello");

TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return Integer.compare(o1.length(),o2.length());
            }
        });

TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<>((o1, o2) -> Integer.compare(o1.length(),o2.length()));

TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<>(Comparator.comparingInt(String::length));

final相关

public static void main(String[] args) {
        int num=0;
        Runnable runnable=new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(num);      
            }
        };
    }

jdk1.7之前,匿名内部类使用外部变量则外部变量必须变为final,即不可变化
在1.8之后,final可省略,但是实际上final还是存在的,在runable内部++num还是报错。

Lambda 表达式语法

Lambda 表达式在Java 语言中引入了一个新的语法元 素和操作符。这个操作符为 “->” ,
该操作符被称 为 Lambda 操作符或剪头操作符。它将 Lambda 分为 两个部分:

左侧:指定了 Lambda 表达式需要的所有参数

右侧:指定了 Lambda 体,即 Lambda 表达式要执行 的功能。

Lambda 表达式的内部实现

public static void main(String[] args) {
    //一个参数,小括号可省略
    Consumer<String> conn=x-> System.out.println(x);
    conn.accept("hello");
}

> Lambda表达式其实就是Consumer接口的accept函数的实现

Lambda表达式的其他格式

public static void main(String[] args) {
    //当Lambda 体只有一条语句时,return 与大括号可以省略
    BinaryOperator<Long> bo=(x,y)->x+y;
    //数据类型可以省 略,因为可由编 译器推断得出, 称为"类型推断"
    BinaryOperator<Long> bo1=(Long x,Long y)->x+y;
}

函数式接口

  • 只包含一个抽象方法的接口,称为函数式接口。
  • 可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象。(若 Lambda
    表达式抛出一个受检异常,那么该异常需要在目标接口的抽象方
    法上进行声明)。
  • 可以在任意函数式接口上使用 @FunctionalInterface 注解,
    这样做可以检查它是否是一个函数式接口,同时 javadoc 也会包
    含一条声明,说明这个接口是一个函数式接口。
  • 之所以Lambda必须和函数式接口配合是因为,接口如果多个函数,则Lambda表达式无法确定实现的是哪个
@FunctionalInterface
public interface MyNumber {
     double getValue();
}

@FunctionalInterface
public interface MyNumber<T> {
     T getValue(T t);
}

Lambda 表达式作为参数

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(toUpperString(str->str.toUpperCase(),"abc")); //ABC
}

public static String toUpperString(MyNumber<String> mn, String str) {
    return mn.getValue(str);
}

作为参数传递 Lambda 表达式:为了将 Lambda 表达式作为参数传递,接
收Lambda 表达式的参数类型必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口
的类型。

Java 内置四大核心函数式接口

函数式接口 参数类型 返回类型 用途
Consumer 消费型接口 T void 对类型为T的对象应用操 作,包含方法: void accept(T t)
Supplier 供给型接口 T 返回类型为T的对象,包 含方法:T get();
Function<T, R> 函数型接口 T R 对类型为T的对象应用操 作,并返回结果。结果 是R类型的对象。包含方 法:R apply(T t);
Predicate 断言型接口 T boolean 确定类型为T的对象是否 满足某约束,并返回 boolean 值。包含方法 boolean test(T t);

其他接口

函数式接口 参数类型 返回类型 用途
BiFunction<T, U, R> T,U R 对类型为 T, U 参数应用 操作,返回 R 类型的结 果。包含方法为 R apply(T t, U u);
UnaryOperator (Function子接口) T T 对类型为T的对象进行一 元运算,并返回T类型的 结果。包含方法为 T apply(T t)
BinaryOperator (BiFunction 子接口) T,T T 对类型为T的对象进行二 元运算,并返回T类型的 结果。包含方法为 T apply(T t1, T t2);
BiConsumer<T, U> T,U void 对类型为T, U 参数应用 操作。包含方法为 void accept(T t, U u)
ToIntFunction ToLongFunction ToDoubleFunction ToIntFunction ToLongFunction ToDoubleFunction int long double 分 别 计 算 int 、 long 、 double、值的函数
IntFunction LongFunction DoubleFunction int long double R 参数分别为int、long、double 类型的函数

使用场景

重要:之前MyNumber这种接口配合Lambda使用,可以发现必须先声明接口,很麻烦,而内置的几个接口就是解决这种问题的;

而这些内置的接口也存在大量的内部实现,或者编程者自己定义的类,只要符合对应的参数类型和返回值类型的,都可以使用。例如:定义MyClass只要符合参数T返回R,则都可以使用Function<T, R> 函数型接口对应形式,包含下面的构造器引用,方法引用等等形式

//原始案例
public class java8 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(toUpperString(str->str.toUpperCase(),"abc"));
    }

    public static String toUpperString(MyNumber<String> mn, String str) {
        return mn.getValue(str);
    }
}

//使用Function<T, R> 函数型接口 
public class java8 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(toUpperString(str->str.toUpperCase(),"abc"));
    }

    public static String toUpperString(Function<String,String> mn, String str) {
        return mn.apply(str);
    }
}
//效果等效,而且省略了之前定义的MyNumber接口

方法引用与构造器引用

方法引用

当要传递给Lambda体的操作,已经有实现的方法了,可以使用方法引用!
(实现抽象方法的参数列表,必须与方法引用方法的参数列表保持一致!)
方法引用:使用操作符 “::” 将方法名和对象或类的名字分隔开来。 如下三种主要使用情况:

  • 对象::实例方法
  • 类::静态方法
  • 类::实例方法
//例如:此时Consumer参数类型和返回值和println方法一致
//对象::实例方法名
PrintStream printStream=System.out;
Consumer<String> con= printStream::println;
con.accept("haha");


//类::静态方法名
Comparator<Integer> com=Integer::compare;
Comparator<Integer> com1=(x,y)->Integer.compare(x,y);

//类::实例方法
//注意:当需要引用方法的第一个参数是调用对象,并且第二个参数是需要引
//用方法的第二个参数(或无参数)时:ClassName::methodName
BiPredicate<String,String> biPredicate=(x,y)->x.equals(y);
BiPredicate<String,String> biPredicate1= String::equals;
biPredicate.test("a","b");
biPredicate1.test("a","b");
//BiPredicate是Predicate 断言型接口的一个具体实现

构造器引用

格式: ClassName::new

与函数式接口相结合,自动与函数式接口中方法兼容。 可以把构造器引用赋值给定义的方法,与构造器参数 列表要与接口中抽象方法的参数列表一致

Function<Integer,Integer[]> fun=n->new MyClass();
Function<Integer,Integer[]> fun1=MyClass::new;
fun.apply(args...)

如果存在多个构造器,会自动匹配对应参数或者无参的构造器,取决于apply传递的参数。

数组引用

格式: type[] :: new

Function<Integer,Integer[]> fun=n->new Integer[n];
Function<Integer,Integer[]> fun1=Integer[]::new;
fun.apply(10);

Stream

Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式;另外一 个则是 Stream API(java.util.stream.*)。
Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念,它可以指定你希望对
集合进行的操作,可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。
使用Stream API 对集合数据进行操作,就类似于使用 SQL 执行的数
据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简而言之,
Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

什么是 Stream

是数据渠道,用于操作数据源(集合、数组等)所生成的元素序列。
“集合讲的是数据,流讲的是计算!”

注意:

  • ① Stream 自己不会存储元素。
  • ② Stream 不会改变源对象。相反,他们会返回一个持有结果的新Stream。
  • ③ Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

Stream 的操作三个步骤

  • 创建 Stream
    一个数据源(如:集合、数组),获取一个流

  • 中间操作
    一个中间操作链,对数据源的数据进行处理

  • 终止操作(终端操作)
    一个终止操作,执行中间操作链,并产生结果

    img

创建 Stream

Java8 中的 Collection 接口被扩展,提供了 两个获取流的方法:

  • default Stream stream() : 返回一个顺序流
  • default Stream parallelStream() : 返回一个并行流

由数组创建流

Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流:

  • static Stream stream(T[] array): 返回一个流

重载形式,能够处理对应基本类型的数组:

  • public static IntStream stream(int[] array)
  • public static LongStream stream(long[] array)
  • public static DoubleStream stream(double[] array)

由值创建流

可以使用静态方法 Stream.of(), 通过显示值 创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

  • public static Stream of(T… values) : 返回一个流

由函数创建流:创建无限流

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。

  • 迭代
    public static Stream iterate(final T seed, final
    UnaryOperator f)
  • 生成
    public static Stream generate(Supplier s) :
public static void main(String[] args) {
        List<String> list=new ArrayList<>();
        Stream<String> stream = list.stream();

        int[] ints=new int[10];
        IntStream stream1 = Arrays.stream(ints);


        Stream<String> stream2 = Stream.of("aa", "bb");


        //创建无限流,但是无限流只是在终止时候才创建,而不是定义就创建
        //迭代
        Stream<Integer> stream3 =Stream.iterate(0,x->x+2);//此时不创建
        stream3.forEach(System.out::println);//此时才创建,输出0开始的偶数,而且不停止

        //生成
        Stream<Double> stream4 =Stream.generate(()->Math.random());
        //如果添加limit中间操作,则此时只输出5个。虽然还是无限流
        stream4.limit(5).forEach(System.out::println);
    }

Stream 的中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线,除非流水 线上触发终止操作,否则中间操作不会执行任何的处理! 而在终止操作时一次性全部处理,称为“惰性求值”。

筛选和切片

方法 描述
filter(Predicate p) 接收 Lambda , 从流中排除某些元素。
distinct() 筛选,通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去 除重复元素
limit(long maxSize) 截断流,使其元素不超过给定数量。
skip(long n) 跳过元素,返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素 不足 n 个,则返回一个空流。与 limit(n) 互补

映射

方法 描述
map(Function f) 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元 素上,并将其映射成一个新的元素。
mapToDouble(ToDoubleFunction f) 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元 素上,产生一个新的 DoubleStream。
mapToInt(ToIntFunction f) 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元 素上,产生一个新的 IntStream。
mapToLong(ToLongFunction f) 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元 素上,产生一个新的 LongStream。
flatMap(Function f) 接收一个函数作为参数,将流中的每个值都换成另 一个流,然后把所有流连接成一个流

flatMap是解决流中嵌套流比如{{a,a,a},{b,b,b}},它会把这些流转换成一个流{a,a,a,b,b,b}方便处理

排序

方法 描述
sorted() 产生一个新流,其中按自然顺序排序
sorted(Comparator comp) 产生一个新流,其中按比较器顺序排序

查找与匹配

方法 描述
allMatch(Predicate p) 检查是否匹配所有元素
anyMatch(Predicate p) 检查是否至少匹配一个元素
noneMatch(Predicate p) 检查是否没有匹配所有元素
findFirst() 返回第一个元素
findAny() 返回当前流中的任意元素

归约

方法 描述
reduce(T iden, BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。 返回 T
reduce(BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。 返回 Optional

Stream 的终止操作

方法 描述
count() 返回流中元素总数
max(Comparator c) 返回流中最大值
min(Comparator c) 返回流中最小值
forEach(Consumer c) 内部迭代(使用 Collection 接口需要用户去做迭 代,称为外部迭代。相反,Stream API 使用内部 迭代——它帮你把迭代做了)
collect(Collector c) 将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的 实现,用于给Stream中元素做汇总的方法

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集操作(如收
集到 List、Set、Map)。但是 Collectors 实用类提供了很多静态
方法,可以方便地创建常见收集器实例,具体方法与实例如下表:

<pre> 方法 返回类型 作用 toList List<T> 把流中元素收集到List List<Employee> emps= list.stream().collect(Collectors.toList()); toSet Set<T> 把流中元素收集到Set Set<Employee> emps= list.stream().collect(Collectors.toSet()); toCollection Collection<T> 把流中元素收集到创建的集合 Collection<Employee>emps=list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new)); counting Long 计算流中元素的个数 long count = list.stream().collect(Collectors.counting()); summingInt Integer 对流中元素的整数属性求和 inttotal=list.stream().collect(Collectors.summingInt(Employee::getSalary)); averagingInt Double 计算流中元素Integer属性的平均 值 doubleavg= list.stream().collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary)); summarizingInt IntSummaryStatistics 收集流中Integer属性的统计值。 如:平均值 IntSummaryStatisticsiss= list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Employee::getSalary));
joining String 连接流中每个字符串
 String str= list.stream().map(Employee::getName).collect(Collectors.joining());
 maxBy Optional<T> 根据比较器选择最大值
 Optional<Emp>max= list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
 minBy Optional<T> 根据比较器选择最小值
 Optional<Emp> min = list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
 reducing 归约产生的类型 从一个作为累加器的初始值 开始,利用BinaryOperator与 流中元素逐个结合,从而归 约成单个值
 inttotal=list.stream().collect(Collectors.reducing(0, Employee::getSalar, Integer::sum));
 collectingAndThen 转换函数返回的类型 包裹另一个收集器,对其结 果转换函数
 inthow= list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), List::size));
 groupingBy Map<K, List<T>> 根据某属性值对流分组,属 性为K,结果为V
 Map<Emp.Status, List<Emp>> map= list.stream() .collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus));
 partitioningBy Map<Boolean, List<T>> 根据truefalse进行分区
 Map<Boolean,List<Emp>>vd= list.stream().collect(Collectors.partitioningBy(Employee::getManage));

并行流与串行流

并行流就是把一个内容分成多个数据块,并用不同的线程分 别处理每个数据块的流。
Java 8 中将并行进行了优化,我们可以很容易的对数据进行并 行操作。Stream API 可以声明性地通过 parallel() 与 sequential() 在并行流与顺序流之间进行切换。

了解 Fork/Join 框架(jdk1.7就存在)

Fork/Join 框架:就是在必要的情况下,将一个大任务,进行拆分(fork)成若干个小任务(拆到不可再拆时),再将一个个的小任务运算的结果进行 join 汇总.但是使用很麻烦,所以没有流行起来

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Fork/Join 框架与传统线程池的区别

采用 “工作窃取”模式(work-stealing):
当执行新的任务时它可以将其拆分分成更小的任务执行,并将小任务加到线
程队列中,然后再从一个随机线程的队列中偷一个并把它放在自己的队列中。

相对于一般的线程池实现,fork/join框架的优势体现在对其中包含的任务的
处理方式上.在一般的线程池中,如果一个线程正在执行的任务由于某些原因
无法继续运行,那么该线程会处于等待状态.而在fork/join框架实现中,如果
某个子问题由于等待另外一个子问题的完成而无法继续运行.那么处理该子
问题的线程会主动寻找其他尚未运行的子问题来执行.这种方式减少了线程
的等待时间,提高了性能.

并行流在大量数据处理时候才有优势,而且处理越多优势越大,因为其需要任务拆分,也是很耗费时间的,少量数据可能还没有串行流快

LongStream.rangeClosed(0,1000000000000L)
.parallel()  //并行流,如果不加则默认是串行流
.reduce(0,Long::sum);

Optional 类

Optional 类(java.util.Optional) 是一个容器类,代表一个值存在或不存在,原来用 null 表示一个值不存在,现在 Optional 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。


常用方法:
Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例

Optional.empty() : 创建一个空的 Optional 实例

Optional.ofNullable(T t):若 t 不为 null,创建 Optional 实例,否则创建空实例

isPresent() : 判断是否包含值

orElse(T t) : 如果调用对象包含值,返回该值,否则返回t

orElseGet(Supplier s) :如果调用对象包含值,返回该值,否则返回 s 获取的值

map(Function f): 如果有值对其处理,并返回处理后的Optional,否则返回 Optional.empty()

flatMap(Function mapper):与 map 类似,要求返回值必须是Optional


public static void main(String[] args) {
        /**
         * of接收的参数,可能外部传入,可能为空,但是之前的方式真正报空指针还不知道在哪里
         * 但是如果Optional.of则始终都会报在这里,方便快速确定空指针的位置
         */
        Optional<Student> op=Optional.of(null);


        /**
         * 该种方式是构建一个null,在第一行不会报错,get时候才报错
         */
        Optional<Student> op1=Optional.empty();
        System.out.println(op1.get());

        /**
         * 传递进来能构建就构建对象,否则就构建null
         * 报错也是在get的时候
         * 其实就是of和empty的综合
         */
        Optional<Student> op2=Optional.ofNullable(null);
        System.out.println(op2.get());

        //代表有值才get,等价于非空判断
        if (op2.isPresent()) {
            System.out.println(op2.get());
        }

        //如果op有值则获取,否则调用orElse的构造并返回该对象
        Student student = op.orElse(new Student());
        //这个功能类似,只是参数是函数式接口,则可以内部写很复杂的逻辑,甚至根据条件返回不同的结果
        Student student1 =op.orElseGet(()->new Student());
        Student student2 =op.orElseGet(Student::new);


        Optional<String> str=  op.map(e->e.getName());
        System.out.println(str.get());//此时获取的就是name而不是全部对象属性


        //和map基本相同,只是返回的必须是Optional,说白了,进一步避免空指针异常
        Optional<String> str2=op.flatMap(e->Optional.of(e.getName()));
        System.out.println(str2.get());

    }

接口中的默认方法

Java 8中允许接口中包含具有具体实现的方法,该方法称为 “默认方法”,默认方法使用 default 关键字修饰。

public interface MyNumber<T> {
     T getValue(T t);
     //默认方法
     default String getName() {
          return "hahah";
     }
}

接口中的默认方法

接口默认方法的”类优先”原则 若一个接口中定义了一个默认方法,而另外一个父类或接口中 又定义了一个同名的方法时

  • 选择父类中的方法。如果一个父类提供了具体的实现,那么 接口中具有相同名称和参数的默认方法会被忽略。

  • 接口冲突。如果一个父接口提供一个默认方法,而另一个接 口也提供了一个具有相同名称和参数列表的方法(不管方法 是否是默认方法),那么必须覆盖该方法来解决冲突

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其实就是自己指定调用哪个方法

接口中的静态方法

public interface TestNumber {
    default String getName() {
        return "heheh";
    }

    //静态方法
    static void show() {
        
    }
}

重复注解与类型注解

Java 8对注解处理提供了两点改进:可重复的注解及可用于类 型的注解。在之前是不支持的.

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新时间日期 API

使用 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 类的实 例是不可变的对象,分别表示使用 ISO-8601日 历系统的日期、时间、日期和时间。它们提供
了简单的日期或时间,并不包含当前的时间信
息。也不包含与时区相关的信息。

方法 描述 示例
now() 静态方法,根据当前时间创建对象 LocalDate localDate = LocalDate.now(); LocalTime localTime = LocalTime.now(); LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
of() 静态方法,根据指定日期/时间创建 对象 LocalDate localDate = LocalDate.of(2016, 10, 26); LocalTime localTime = LocalTime.of(02, 22, 56); LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2016, 10, 26, 12, 10, 55);
plusDays, plusWeeks, plusMonths, plusYears 向当前 LocalDate 对象添加几天、 几周、几个月、几年
minusDays, minusWeeks, minusMonths, minusYears 从当前 LocalDate 对象减去几天、 几周、几个月、几年
plus, minus 添加或减少一个 Duration或 Period
withDayOfMonth, withDayOfYear, withMonth, withYear 将月份天数、年份天数、月份、年 份修改为指定的值并返回新的 LocalDate对象
getDayOfMonth 获得月份天数(1-31)
getDayOfYear 获得年份天数(1-366)
getDayOfWeek 获得星期几(返回一个 DayOfWeek 枚举值)
getMonth 获得月份, 返回一个 Month枚举值
getMonthValue 获得月份(1-12)
getYear 获得年份
until 获得两个日期之间的 Period 对象, 或者指定 ChronoUnits的数字
isBefore, isAfter 比较两个 LocalDate
isLeapYear 判断是否是闰年

Instant 时间戳

  • 用于“时间戳”的运算。它是以Unix元年(传统 的设定为UTC时区1970年1月1日午夜时分)开始 所经历的描述进行运算

Duration 和 Period

  • Duration:用于计算两个“时间”间隔
  • Period:用于计算两个“日期”间隔

日期的操纵

  • TemporalAdjuster : 时间校正器。有时我们可能需要获 取例如:将日期调整到“下个周日”等操作。
  • TemporalAdjusters : 该类通过静态方法提供了大量的常 用 TemporalAdjuster 的实现。
    例如获取下个周日:

LocalDate localDate=LocalDate.now().with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.SUNDAY));

解析与格式化

java.time.format.DateTimeFormatter 类:该类提供了三种 格式化方法:

  • 预定义的标准格式
  • 语言环境相关的格式
  • 自定义的格式

时区的处理

Java8 中加入了对时区的支持,带时区的时间为分别为:

ZonedDate、ZonedTime、ZonedDateTime

其中每个时区都对应着 ID,地区ID都为 “{区域}/{城市}”的格式

例如 :Asia/Shanghai 等

ZoneId:该类中包含了所有的时区信息

getAvailableZoneIds() : 可以获取所有时区时区信息

of(id) : 用指定的时区信息获取 ZoneId 对象

与传统日期处理的转换

To 遗留类 From 遗留类
java.time.Instant java.util.Date Date.from(instant) date.toInstant()
java.time.Instant java.sql.Timestamp Timestamp.from(instant) timestamp.toInstant()
java.time.ZonedDateTime java.util.GregorianCalendar GregorianCalendar.from(zonedDateTim e) cal.toZonedDateTime()
java.time.LocalDate java.sql.Time Date.valueOf(localDate) date.toLocalDate()
java.time.LocalTime java.sql.Time Date.valueOf(localDate) date.toLocalTime()
java.time.LocalDateTime java.sql.Timestamp Timestamp.valueOf(localDateTime) timestamp.toLocalDateTime()
java.time.ZoneId java.util.TimeZone Timezone.getTimeZone(id) timeZone.toZoneId()
java.time.format.DateTimeFormatter java.text.DateFormat formatter.toFormat()

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