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註冊中心 Eureka 原始碼解析 —— 應用實體註冊發現 (二)之續租

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原始碼精品專欄

 

本文主要基於 Eureka 1.8.X 版本

  • 1. 概述

  • 2. Eureka-Client 發起續租

  • 2.1 初始化定時任務

  • 2.2 HeartbeatThread

  • 2.3 TimedSupervisorTask

  • 3. Eureka-Server 接收續租

  • 3.1 接收續租請求

  • 3.2 續租應用實體信息

  • 666. 彩蛋


1. 概述

本文主要分享 Eureka-Client 向 Eureka-Server 續租應用實體的過程

FROM 《深度剖析服務發現組件Netflix Eureka》 二次編輯 

  • 藍框部分,為本文重點。

  • 藍框部分,Eureka-Server 集群間複製註冊的應用實體信息,不在本文內容範疇。

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2. Eureka-Client 發起續租

Eureka-Client 向 Eureka-Server 發起註冊應用實體成功後獲得租約 ( Lease )。
Eureka-Client 固定間隔向 Eureka-Server 發起續租( renew ),避免租約過期。

預設情況下,租約有效期為 90 秒,續租頻率為 30 秒。兩者比例為 1 : 3 ,保證在網絡異常等情況下,有三次重試的機會。

2.1 初始化定時任務

Eureka-Client 在初始化過程中,創建心跳執行緒,固定間隔向 Eureka-Server 發起續租( renew )。實現代碼如下:

// DiscoveryClient.java

DiscoveryClient(ApplicationInfoManager applicationInfoManager, EurekaClientConfig config, AbstractDiscoveryClientOptionalArgs args,
              Provider backupRegistryProvider) {
   // ... 省略無關代碼
   scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(2,
              new ThreadFactoryBuilder()
                      .setNameFormat("DiscoveryClient-%d")
                      .setDaemon(true)
                      .build());

   heartbeatExecutor = new ThreadPoolExecutor(
             1, clientConfig.getHeartbeatExecutorThreadPoolSize(), 0, TimeUnit.SECONDS,
             new SynchronousQueue(),
             new ThreadFactoryBuilder()
                     .setNameFormat("DiscoveryClient-HeartbeatExecutor-%d")
                     .setDaemon(true)
                     .build()
   );  // use direct handoff

   // ... 省略無關代碼

   // 【3.2.14】初始化定時任務
   initScheduledTasks();
}

private void initScheduledTasks() {

   // 向 Eureka-Server 心跳(續租)執行器
   if (clientConfig.shouldRegisterWithEureka()) {
       int renewalIntervalInSecs = instanceInfo.getLeaseInfo().getRenewalIntervalInSecs(); // 續租頻率
       int expBackOffBound = clientConfig.getHeartbeatExecutorExponentialBackOffBound(); //
       logger.info("Starting heartbeat executor: " + "renew interval is: " + renewalIntervalInSecs);

       // Heartbeat timer
       scheduler.schedule(
              new TimedSupervisorTask(
                      "heartbeat",
                      scheduler,
                      heartbeatExecutor,
                      renewalIntervalInSecs,
                      TimeUnit.SECONDS,
                      expBackOffBound,
                      new HeartbeatThread()
              ),
              renewalIntervalInSecs, TimeUnit.SECONDS);

         // ... 省略無關代碼
    }
    // ... 省略無關代碼
}
  • scheduler,定時任務服務,用於定時觸發心跳( 續租 )。細心如你,會發現任務提交的方式是 ScheduledExecutorService#schedule(...) 方法,只延遲執行一次心跳,說好的固定頻率執行心跳呢!!!答案在 「2.3 TimedSupervisorTask」 揭曉。

  • heartbeatExecutor,心跳任務執行執行緒池。為什麼有 scheduler 的情況下,還有 heartbeatExecutor ???答案也在 「2.3 TimedSupervisorTask」 揭曉。

  • HeartbeatThread,心跳執行緒,在「2.2 TimedSupervisorTask」 詳細解析。

2.2 HeartbeatThread

com.netflix.discovery.DiscoveryClient.HeartbeatThread,心跳執行緒,實現執行 Eureka-Client 向 Eureka-Server 發起續租( renew )請求。實現代碼如下:

// DiscoveryClient.java
/**
* 最後成功向 Eureka-Server 心跳時間戳
*/

private volatile long lastSuccessfulHeartbeatTimestamp = -1;

private class HeartbeatThread implements Runnable {

  public void run() {
      if (renew()) {
          lastSuccessfulHeartbeatTimestamp = System.currentTimeMillis();
      }
  }
}
  • 呼叫 #renew 方法,執行續租邏輯。實現代碼如下:

    // DiscoveryClient.java
    boolean renew() {
      EurekaHttpResponse httpResponse;
      try {
          httpResponse = eurekaTransport.registrationClient.sendHeartBeat(instanceInfo.getAppName(), instanceInfo.getId(), instanceInfo, null);
          logger.debug("{} - Heartbeat status: {}", PREFIX + appPathIdentifier, httpResponse.getStatusCode());
          if (httpResponse.getStatusCode() == 404) {
              REREGISTER_COUNTER.increment();
              logger.info("{} - Re-registering apps/{}", PREFIX + appPathIdentifier, instanceInfo.getAppName());
              long timestamp = instanceInfo.setIsDirtyWithTime();
              // 發起註冊
              boolean success = register();
              if (success) {
                  instanceInfo.unsetIsDirty(timestamp);
              }
              return success;
          }
          return httpResponse.getStatusCode() == 200;
      } catch (Throwable e) {
          logger.error("{} - was unable to send heartbeat!", PREFIX + appPathIdentifier, e);
          return false;
      }
    }
    • PUT 請求 Eureka-Server 的 apps/${APP_NAME}/${INSTANCE_INFO_ID} 接口,引數為 statuslastDirtyTimestampoverriddenstatus,實現續租。

    • 呼叫 AbstractJerseyEurekaHttpClient#sendHeartBeat(...) 方法,發起續租請求,實現代碼如下:

      // AbstractJerseyEurekaHttpClient.java
      @Override
      public EurekaHttpResponse sendHeartBeat(String appName, String id, InstanceInfo info, InstanceStatus overriddenStatus) {
        String urlPath = "apps/" + appName + '/' + id;
        ClientResponse response = null;
        try {
            WebResource webResource = jerseyClient.resource(serviceUrl)
                    .path(urlPath)
                    .queryParam("status", info.getStatus().toString())
                    .queryParam("lastDirtyTimestamp", info.getLastDirtyTimestamp().toString());
            if (overriddenStatus != null) {
                webResource = webResource.queryParam("overriddenstatus", overriddenStatus.name());
            }
            Builder requestBuilder = webResource.getRequestBuilder();
            addExtraHeaders(requestBuilder);
            response = requestBuilder.put(ClientResponse.class);
            EurekaHttpResponseBuilder eurekaResponseBuilder = anEurekaHttpResponse(response.getStatus(), InstanceInfo.class).essay-headers(essay-headersOf(response));
            if (response.hasEntity()) {
                eurekaResponseBuilder.entity(response.getEntity(InstanceInfo.class));
            }
            return eurekaResponseBuilder.build();
        } finally {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Jersey HTTP PUT {}/{}; statusCode={}", serviceUrl, urlPath, response == null ? "N/A" : response.getStatus());
            }
            if (response != null) {
                response.close();
            }
        }
      }
    • 呼叫 AbstractJerseyEurekaHttpClient#register(...) 方法,當 Eureka-Server 不存在租約時,重新發起註冊,在《Eureka 原始碼解析 —— 應用實體註冊發現 (一)之註冊》有詳細解析。

2.3 TimedSupervisorTask

com.netflix.discovery.TimedSupervisorTask,監管定時任務的任務。

A supervisor task that schedules subtasks while enforce a timeout.

創建 TimedSupervisorTask 代碼如下:

public class TimedSupervisorTask extends TimerTask {

   private final Counter timeoutCounter;
   private final Counter rejectedCounter;
   private final Counter throwableCounter;
   private final LongGauge threadPoolLevelGauge;

   /**
    * 定時任務服務
    */

   private final ScheduledExecutorService scheduler;
   /**
    * 執行子任務執行緒池
    */

   private final ThreadPoolExecutor executor;
   /**
    * 子任務執行超時時間
    */

   private final long timeoutMillis;
   /**
    * 子任務
    */

   private final Runnable task;
   /**
    * 當前任子務執行頻率
    */

   private final AtomicLong delay;
   /**
    * 最大子任務執行頻率
    *
    * 子任務執行超時情況下使用
    */

   private final long maxDelay;

   public TimedSupervisorTask(String name, ScheduledExecutorService scheduler, ThreadPoolExecutor executor,
                              int timeout, TimeUnit timeUnit, int expBackOffBound, Runnable task)
{
       this.scheduler = scheduler;
       this.executor = executor;
       this.timeoutMillis = timeUnit.toMillis(timeout);
       this.task = task;
       this.delay = new AtomicLong(timeoutMillis);
       this.maxDelay = timeoutMillis * expBackOffBound;

       // Initialize the counters and register.
       timeoutCounter = Monitors.newCounter("timeouts");
       rejectedCounter = Monitors.newCounter("rejectedExecutions");
       throwableCounter = Monitors.newCounter("throwables");
       threadPoolLevelGauge = new LongGauge(MonitorConfig.builder("threadPoolUsed").build());
       Monitors.registerObject(name, this);
   }

}
  • scheduler ,定時任務服務,用於定時【發起】子任務。

  • executor ,執行子任務執行緒池,用於【提交】子任務執行。

  • task ,子任務。

  • timeoutMillis ,子任務執行超時時間,單位:毫秒。

  • delay ,當前子任務執行頻率,單位:毫秒。值等於 timeout 引數。

  • maxDelay ,最大子任務執行頻率,單位:毫秒。值等於 timeout * expBackOffBound 引數。

  • scheduler 初始化延遲執行 TimedSupervisorTask 。

  • TimedSupervisorTask 執行時,提交 task 到 executor 執行任務。

    • 當 task 執行正常,TimedSupervisorTask 再次提交自己scheduler 延遲 timeoutMillis 執行。

    • 當 task 執行超時,重新計算延遲時間( 不允許超過 maxDelay ),再次提交自己scheduler 延遲執行。

實現代碼如下:

// TimedSupervisorTask.java
 1: @Override
 2: public void run() {
 3:     Future> future = null;
 4:     try {
 5:         // 提交 任務
 6:         future = executor.submit(task);
 7:         //
 8:         threadPoolLevelGauge.set((long) executor.getActiveCount());
 9:         // 等待任務 執行完成 或 超時
10:         future.get(timeoutMillis, TimeUnit.MILLISECONDS);  // block until done or timeout
11:         // 設置 下一次任務執行頻率
12:         delay.set(timeoutMillis);
13:         //
14:         threadPoolLevelGauge.set((long) executor.getActiveCount());
15:     } catch (TimeoutException e) {
16:         logger.error("task supervisor timed out", e);
17:         timeoutCounter.increment(); //
18:
19:         // 設置 下一次任務執行頻率
20:         long currentDelay = delay.get();
21:         long newDelay = Math.min(maxDelay, currentDelay * 2);
22:         delay.compareAndSet(currentDelay, newDelay);
23:
24:     } catch (RejectedExecutionException e) {
25:         if (executor.isShutdown() || scheduler.isShutdown()) {
26:             logger.warn("task supervisor shutting down, reject the task", e);
27:         } else {
28:             logger.error("task supervisor rejected the task", e);
29:         }
30:
31:         rejectedCounter.increment(); //
32:     } catch (Throwable e) {
33:         if (executor.isShutdown() || scheduler.isShutdown()) {
34:             logger.warn("task supervisor shutting down, can't accept the task");
35:         } else {
36:             logger.error("task supervisor threw an exception", e);
37:         }
38:
39:         throwableCounter.increment(); //
40:     } finally {
41:         // 取消 未完成的任務
42:         if (future != null) {
43:             future.cancel(true);
44:         }
45:
46:         // 調度 下次任務
47:         if (!scheduler.isShutdown()) {
48:             scheduler.schedule(this, delay.get(), TimeUnit.MILLISECONDS);
49:         }
50:     }
51: }
  • 第 5 至 6 行 :提交子任務 task 到執行子任務執行緒池 executor 。

  • 第 9 至 10 行 :等待子任務 task 執行完成或執行超時。

  • 第 11 至 12 行 :子任務 task 執行完成,設置下一次執行延遲 delay 。

  • 第 19 至 22 行 :子任務 task 執行超時,重新計算下一次執行延遲 delay 。計算公式為 Math.min(maxDelay, currentDelay * 2) 。如果多次超時,超時時間不斷乘以 2 ,不允許超過最大延遲時間( maxDelay )。

  • 第 41 至 44 行 :強制取消未完成的子任務。

  • 第 46 至 49 行 :調度下一次 TimedSupervisorTask 。

3. Eureka-Server 接收續租

3.1 接收續租請求

com.netflix.eureka.resources.InstanceResource,處理單個應用實體信息的請求操作的 Resource ( Controller )。

續租應用實體信息的請求,映射 InstanceResource#renewLease() 方法,實現代碼如下:

  1: @PUT
 2: public Response renewLease(
 3:         @HeaderParam(PeerEurekaNode.HEADER_REPLICATION)
String isReplication,
 4:         @QueryParam("overriddenstatus") String overriddenStatus,
 5:         @QueryParam("status") String status,
 6:         @QueryParam("lastDirtyTimestamp") String lastDirtyTimestamp)
{
 7:     boolean isFromReplicaNode = "true".equals(isReplication);
 8:     // 續租
 9:     boolean isSuccess = registry.renew(app.getName(), id, isFromReplicaNode);
10:
11:     // 續租失敗
12:     // Not found in the registry, immediately ask for a register
13:     if (!isSuccess) {
14:         logger.warn("Not Found (Renew): {} - {}", app.getName(), id);
15:         return Response.status(Status.NOT_FOUND).build();
16:     }
17:
18:     // 比較 InstanceInfo 的 lastDirtyTimestamp 屬性
19:     // Check if we need to sync based on dirty time stamp, the client
20:     // instance might have changed some value
21:     Response response = null;
22:     if (lastDirtyTimestamp != null && serverConfig.shouldSyncWhenTimestampDiffers()) {
23:         response = this.validateDirtyTimestamp(Long.valueOf(lastDirtyTimestamp), isFromReplicaNode);
24:         // Store the overridden status since the validation found out the node that replicates wins
25:         if (response.getStatus() == Response.Status.NOT_FOUND.getStatusCode()
26:                 && (overriddenStatus != null)
27:                 && !(InstanceStatus.UNKNOWN.name().equals(overriddenStatus))
28:                 && isFromReplicaNode) {
29:             registry.storeOverriddenStatusIfRequired(app.getAppName(), id, InstanceStatus.valueOf(overriddenStatus));
30:         }
31:     } else { // 成功
32:         response = Response.ok().build();
33:     }
34:     logger.debug("Found (Renew): {} - {}; reply status={}" + app.getName(), id, response.getStatus());
35:     return response;
36: }
  • 第 8 至 9 行 :呼叫 PeerAwareInstanceRegistryImpl#renew(...) 方法,續租。實現代碼如下:

    // PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
    public boolean renew(final String appName, final String id, final boolean isReplication) {
      if (super.renew(appName, id, isReplication)) { // 續租
          // Eureka-Server 複製
          replicateToPeers(Action.Heartbeat, appName, id, null, null, isReplication);
          return true;
      }
      return false;
    }
    • 呼叫父類 AbstractInstanceRegistry#renew(...) 方法,註冊應用實體信息。

  • 第 11 至 16 行 :續租失敗,傳回 404 響應。當 Eureka-Client 收到 404 響應後,會重新發起 InstanceInfo 的註冊。

  • 第 18 至 30 行 :比較請求的 lastDirtyTimestamp 和 Server 的 InstanceInfo 的 lastDirtyTimestamp 屬性差異,需要配置 eureka.syncWhenTimestampDiffers = true ( 預設開啟 )。

    • 第 7 至 11 行 :請求的 lastDirtyTimestamp 較大,意味著請求方( 可能是 Eureka-Client ,也可能是 Eureka-Server 集群內的其他 Server )存在 InstanceInfo 和 Eureka-Server 的 InstanceInfo 的資料不一致,傳回 404 響應。請求方收到 404 響應後重新發起註冊

    • 第 16 至 21 行 :《Eureka 原始碼解析 —— Eureka-Server 集群同步》 有詳細解析。

    • 第 22 至 24 行 :Server 的 lastDirtyTimestamp 較大,並且請求方為 Eureka-Client,續租成功,傳回 200 成功響應。

    • 第 29 行 :lastDirtyTimestamp 一致,傳回 200 成功響應。

    • 第 23 行 :呼叫 #validateDirtyTimestamp(...) 方法,比較 lastDirtyTimestamp 的差異。實現代碼如下:

      // InstanceResource.java
       1: private Response validateDirtyTimestamp(Long lastDirtyTimestamp, boolean isReplication) {
       2:     // 獲取 InstanceInfo
       3:     InstanceInfo appInfo = registry.getInstanceByAppAndId(app.getName(), id, false);
       4:     if (appInfo != null) {
       5:         if ((lastDirtyTimestamp != null) && (!lastDirtyTimestamp.equals(appInfo.getLastDirtyTimestamp()))) {
       6:             Object[] args = {id, appInfo.getLastDirtyTimestamp(), lastDirtyTimestamp, isReplication};
       7:             // 請求 的 較大
       8:             if (lastDirtyTimestamp > appInfo.getLastDirtyTimestamp()) {
       9:                 logger.debug("Time to sync, since the last dirty timestamp differs -"
      10:                                 + " ReplicationInstance id : {},Registry : {} Incoming: {} Replication: {}", args);
      11:                 return Response.status(Status.NOT_FOUND).build();
      12:             // Server 的 較大
      13:             } else if (appInfo.getLastDirtyTimestamp() > lastDirtyTimestamp) {
      14:                 // In the case of replication, send the current instance info in the registry for the
      15:                 // replicating node to sync itself with this one.
      16:                 if (isReplication) {
      17:                     logger.debug(
      18:                             "Time to sync, since the last dirty timestamp differs -"
      19:                                     + " ReplicationInstance id : {},Registry : {} Incoming: {} Replication: {}",
      20:                             args);
      21:                     return Response.status(Status.CONFLICT).entity(appInfo).build();
      22:                 } else {
      23:                     return Response.ok().build();
      24:                 }
      25:             }
      26:         }
      27:
      28:     }
      29:     return Response.ok().build();
      30: }  
  • 第 24 至 30 行 :《Eureka 原始碼解析 —— Eureka-Server 集群同步》 有詳細解析。

  • 第 31 至 33 行 :續租成功,傳回 200 成功響應。

3.2 續租應用實體信息

呼叫 AbstractInstanceRegistry#renew(...) 方法,續租應用實體信息,實現代碼如下:

  1: public boolean renew(String appName, String id, boolean isReplication) {
 2:     // 增加 續租次數 到 監控
 3:     RENEW.increment(isReplication);
 4:     // 獲得 租約
 5:     Map> gMap = registry.get(appName);
 6:     Lease leaseToRenew = null;
 7:     if (gMap != null) {
 8:         leaseToRenew = gMap.get(id);
 9:     }
10:     // 租約不存在
11:     if (leaseToRenew == null) {
12:         RENEW_NOT_FOUND.increment(isReplication);
13:         logger.warn("DS: Registry: lease doesn't exist, registering resource: {} - {}", appName, id);
14:         return false;
15:     } else {
16:         InstanceInfo instanceInfo = leaseToRenew.getHolder();
17:         if (instanceInfo != null) {
18:             // touchASGCache(instanceInfo.getASGName());
19:             // override status
20:             InstanceStatus overriddenInstanceStatus = this.getOverriddenInstanceStatus(
21:                     instanceInfo, leaseToRenew, isReplication);
22:             if (overriddenInstanceStatus == InstanceStatus.UNKNOWN) {
23:                 logger.info("Instance status UNKNOWN possibly due to deleted override for instance {}"
24:                         + "; re-register required", instanceInfo.getId());
25:                 RENEW_NOT_FOUND.increment(isReplication);
26:                 return false;
27:             }
28:             if (!instanceInfo.getStatus().equals(overriddenInstanceStatus)) {
29:                 Object[] args = {
30:                         instanceInfo.getStatus().name(),
31:                         instanceInfo.getOverriddenStatus().name(),
32:                         instanceInfo.getId()
33:                 };
34:                 logger.info(
35:                         "The instance status {} is different from overridden instance status {} for instance {}. "
36:                                 + "Hence setting the status to overridden status", args);
37:                 instanceInfo.setStatusWithoutDirty(overriddenInstanceStatus);
38:             }
39:         }
40:         // 新增 續租每分鐘次數
41:         renewsLastMin.increment();
42:         // 設置 租約最後更新時間(續租)
43:         leaseToRenew.renew();
44:         return true;
45:     }
46: }
  • 第 2 至 3 行 :增加續租次數到監控。配合 Netflix Servo 實現監控信息採集。

  • 第 4 至 9 行 :獲得租約( Lease )。

  • 第 10 至 14 行 :租約不存在,傳回續租失敗( false )。

  • 第 19 至 21 行 :獲得應用實體的最終狀態。在《應用實體註冊發現 (八)之改寫狀態》詳細解析。

  • 第 22 至 27 行 :應用實體的最終狀態為 UNKNOWN,無法續約,傳回 false 。在《應用實體註冊發現 (八)之改寫狀態》詳細解析。

  • 第 28 至 37 行 :應用實體的狀態與最終狀態不相等,使用最終狀態改寫應用實體的狀態。在《應用實體註冊發現 (八)之改寫狀態》詳細解析。

  • 第 40 至 41 行 :新增續租每分鐘次數( renewsLastMin )。com.netflix.eureka.util.MeasuredRate,速度測量類,實現代碼如下:

    // AbstractInstanceRegistry.java
    /**
    * 續租每分鐘次數
    */

    private final MeasuredRate renewsLastMin;

    // MeasuredRate.java
    public class MeasuredRate {
       /**
        * 上一個間隔次數
        */

       private final AtomicLong lastBucket = new AtomicLong(0);
       /**
        * 當前間隔次數
        */

       private final AtomicLong currentBucket = new AtomicLong(0);
       /**
        * 間隔
        */

       private final long sampleInterval;
       /**
        * 定時器
        */

       private final Timer timer;
    private volatile boolean isActive;

    public MeasuredRate(long sampleInterval) {
       this.sampleInterval = sampleInterval;
       this.timer = new Timer("Eureka-MeasureRateTimer", true);
       this.isActive = false;
    }

    public synchronized void start() {
       if (!isActive) {
           timer.schedule(new TimerTask() {

               @Override
               public void run() {
                   try {
                       // Zero out the current bucket.
                       lastBucket.set(currentBucket.getAndSet(0));
                   } catch (Throwable e) {
                       logger.error("Cannot reset the Measured Rate", e);
                   }
               }
           }, sampleInterval, sampleInterval);

           isActive = true;
       }
    }

    public synchronized void stop() {
       if (isActive) {
           timer.cancel();
           isActive = false;
       }
    }

    /**
    * Returns the count in the last sample interval.
    */

    public long getCount() {
       return lastBucket.get();
    }

    /**
    * Increments the count in the current sample interval.
    */

    public void increment() {
       currentBucket.incrementAndGet();
    }

    }  

    • 配合 Netflix Servo 實現監控信息採集續租每分鐘次數

    • Eureka-Server 運維界面的顯示續租每分鐘次數

    • 自我保護機制,在 《Eureka 原始碼解析 —— 應用實體註冊發現 (四)之自我保護機制》 詳細解析。

    • timer ,定時器,負責每個 sampleInterval 間隔重置當前次數currentBucket ),並將原當前次數設置到上一個次數lastBucket )。

    • #increment() 方法,傳回當前次數currentBucket )。

    • #getCount() 方法,傳回上一個次數lastBucket )。

    • renewsLastMin 有如下用途:

  • 第 42 至 43 行 :呼叫 Lease#renew() 方法,設置租約最後更新時間( 續租 ),實現代碼如下:

    public void renew() {
       lastUpdateTimestamp = System.currentTimeMillis() + duration;
    }
    • x

  • 第 44 行 :傳回續租成功( true )。

  • 整個過程修改的租約的過期時間,即使併發請求,也不會對資料的一致性產生不一致的影響,因此像註冊操作一樣加鎖

666. 彩蛋

知識星球

效率比想象的低一些,加油繼續更新下一篇。

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