大綱

MySQL 服務器邏輯架構圖

RBO：基於規則的優化
CBO：介於成本的優化
沒有必要去看優化的一些源碼，面試也不會問。

查看sql語句實際執行的時間

使用SHOW PROFILE命令分析性能的用法

注意：未來版本可能會被Performance Schema替換（5.7默認是開啓Performance Schema的）
如果想要關閉Performance Schema，需要去配置文件中修改。

information_schema.tables 中的內容存儲在內存中，是不會持久化的
Performance Schema中的內容也是不會持久化的

MYSQL performance schema詳解

0、performance_schema的介紹

MySQL的performance schema 用於監控MySQL server在一個較低級別的運行過程中的資源消耗、資源等待等情況。

特點如下：

1、提供了一種在數據庫運行時實時檢查server的內部執行情況的方法。performance_schema 數據庫中的表使用performance_schema存儲引擎。該數據庫主要關注數據庫運行過程中的性能相關的數據，與information_schema不同，information_schema主要關注server運行過程中的元數據信息

2、performance_schema通過監視server的事件來實現監視server內部運行情況， “事件”就是server內部活動中所做的任何事情以及對應的時間消耗，利用這些信息來判斷server中的相關資源消耗在了哪裏？一般來說，事件可以是函數調用、操作系統的等待、SQL語句執行的階段（如sql語句執行過程中的parsing 或 sorting階段）或者整個SQL語句與SQL語句集合。事件的採集可以方便的提供server中的相關存儲引擎對磁盤文件、表I/O、表鎖等資源的同步調用信息。
3、performance_schema中的事件與寫入二進制日誌中的事件（描述數據修改的events）、事件計劃調度程序（這是一種存儲程序）的事件不同。performance_schema中的事件記錄的是server執行某些活動對某些資源的消耗、耗時、這些活動執行的次數等情況。
4、performance_schema中的事件只記錄在本地server的performance_schema中，其下的這些表中數據發生變化時不會被寫入binlog中，也不會通過複製機制被複制到其他server中。
5、當前活躍事件、歷史事件和事件摘要相關的表中記錄的信息。能提供某個事件的執行次數、使用時長。進而可用於分析某個特定線程、特定對象（如mutex或file）相關聯的活動。
6、PERFORMANCE_SCHEMA存儲引擎使用server源代碼中的“檢測點”來實現事件數據的收集。對於performance_schema實現機制本身的代碼沒有相關的單獨線程來檢測，這與其他功能（如複製或事件計劃程序）不同
7、收集的事件數據存儲在performance_schema數據庫的表中。這些表可以使用SELECT語句查詢，也可以使用SQL語句更新performance_schema數據庫中的表記錄（如動態修改performance_schema的setup_*開頭的幾個配置表，但要注意：配置表的更改會立即生效，這會影響數據收集）
8、performance_schema的表中的數據 不會持久化存儲在磁盤中，而是保存在內存中，一旦服務器重啓，這些數據會丟失（包括配置表在內的整個performance_schema下的所有數據）
9、MySQL支持的所有平臺中事件監控功能都可用，但不同平臺中用於統計事件時間開銷的計時器類型可能會有所差異。

1、performance schema入門

在 mysql 的5.7版本中，性能模式是默認開啓的，如果想要顯式的關閉的話需要修改配置文件，不能直接進行修改，會報錯Variable ‘performance_schema’ is a read only variable。

--查看performance_schema的屬性
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'performance_schema';
+--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| performance_schema | ON    |
+--------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

--在配置文件中修改performance_schema的屬性值，on表示開啓，off表示關閉
[mysqld]
performance_schema=ON

--切換數據庫
use performance_schema;

--查看當前數據庫下的所有表,會看到有很多表存儲着相關的信息
show tables;

--可以通過show create table tablename來查看創建表的時候的表結構
mysql> show create table setup_consumers;
+-----------------+---------------------------------
| Table           | Create Table                    
+-----------------+---------------------------------
| setup_consumers | CREATE TABLE `setup_consumers` (
  `NAME` varchar(64) NOT NULL,                      
  `ENABLED` enum('YES','NO') NOT NULL               
) ENGINE=PERFORMANCE_SCHEMA DEFAULT CHARSET=utf8 |  
+-----------------+---------------------------------
1 row in set (0.00 sec)

想要搞明白後續的內容，同學們需要理解兩個基本概念：

instruments: 生產者，用於採集mysql中各種各樣的操作產生的事件信息，對應配置表中的配置項我們可以稱爲監控採集配置項。

consumers:消費者，對應的消費者表用於存儲來自instruments採集的數據，對應配置表中的配置項我們可以稱爲消費存儲配置項。

2、performance_schema表的分類

performance_schema庫下的表可以按照監視不同的緯度就行分組。

--語句事件記錄表，這些表記錄了語句事件信息，當前語句事件表events_statements_current、歷史語句事件表events_statements_history和長語句歷史事件表events_statements_history_long、以及聚合後的摘要表summary，其中，summary表還可以根據帳號(account)，主機(host)，程序(program)，線程(thread)，用戶(user)和全局(global)再進行細分)
show tables like '%statement%';

--等待事件記錄表，與語句事件類型的相關記錄表類似：
show tables like '%wait%';

--階段事件記錄表，記錄語句執行的階段事件的表
show tables like '%stage%';

--事務事件記錄表，記錄事務相關的事件的表
show tables like '%transaction%';

--監控文件系統層調用的表
show tables like '%file%';

--監視內存使用的表
show tables like '%memory%';

--動態對performance_schema進行配置的配置表
show tables like '%setup%';

3、performance_schema的簡單配置與使用

數據庫剛剛初始化並啓動時，並非所有instruments(事件採集項，在採集項的配置表中每一項都有一個開關字段，或爲YES，或爲NO)和consumers(與採集項類似，也有一個對應的事件類型保存表配置項，爲YES就表示對應的表保存性能數據，爲NO就表示對應的表不保存性能數據)都啓用了，所以默認不會收集所有的事件，可能你需要檢測的事件並沒有打開，需要進行設置，可以使用如下兩個語句打開對應的instruments和consumers（行計數可能會因MySQL版本而異)。

--打開等待事件的採集器配置項開關，需要修改setup_instruments配置表中對應的採集器配置項
UPDATE setup_instruments SET ENABLED = 'YES', TIMED = 'YES'where name like 'wait%';

--打開等待事件的保存表配置開關，修改setup_consumers配置表中對應的配置項
UPDATE setup_consumers SET ENABLED = 'YES'where name like '%wait%';

--當配置完成之後可以查看當前server正在做什麼，可以通過查詢events_waits_current表來得知，該表中每個線程只包含一行數據，用於顯示每個線程的最新監視事件
select * from events_waits_current\G
*************************** 1. row ***************************
            THREAD_ID: 11
             EVENT_ID: 570
         END_EVENT_ID: 570
           EVENT_NAME: wait/synch/mutex/innodb/buf_dblwr_mutex
               SOURCE: 
          TIMER_START: 4508505105239280
            TIMER_END: 4508505105270160
           TIMER_WAIT: 30880
                SPINS: NULL
        OBJECT_SCHEMA: NULL
          OBJECT_NAME: NULL
           INDEX_NAME: NULL
          OBJECT_TYPE: NULL
OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 67918392
     NESTING_EVENT_ID: NULL
   NESTING_EVENT_TYPE: NULL
            OPERATION: lock
      NUMBER_OF_BYTES: NULL
                FLAGS: NULL
/*該信息表示線程id爲11的線程正在等待buf_dblwr_mutex鎖，等待事件爲30880
屬性說明：
	id:事件來自哪個線程，事件編號是多少
	event_name:表示檢測到的具體的內容
	source:表示這個檢測代碼在哪個源文件中以及行號
	timer_start:表示該事件的開始時間
	timer_end:表示該事件的結束時間
	timer_wait:表示該事件總的花費時間
注意：_current表中每個線程只保留一條記錄，一旦線程完成工作，該表中不會再記錄該線程的事件信息
*/

/*
_history表中記錄每個線程應該執行完成的事件信息，但每個線程的事件信息只會記錄10條，再多就會被覆蓋，*_history_long表中記錄所有線程的事件信息，但總記錄數量是10000，超過就會被覆蓋掉
*/
select thread_id,event_id,event_name,timer_wait from events_waits_history order by thread_id limit 21;

/*
summary表提供所有事件的彙總信息，該組中的表以不同的方式彙總事件數據（如：按用戶，按主機，按線程等等）。例如：要查看哪些instruments佔用最多的時間，可以通過對events_waits_summary_global_by_event_name表的COUNT_STAR或SUM_TIMER_WAIT列進行查詢（這兩列是對事件的記錄數執行COUNT（*）、事件記錄的TIMER_WAIT列執行SUM（TIMER_WAIT）統計而來）
*/
SELECT EVENT_NAME,COUNT_STAR FROM events_waits_summary_global_by_event_name  ORDER BY COUNT_STAR DESC LIMIT 10;

/*
instance表記錄了哪些類型的對象會被檢測。這些對象在被server使用時，在該表中將會產生一條事件記錄，例如，file_instances表列出了文件I/O操作及其關聯文件名
*/
select * from file_instances limit 20;

4、常用配置項的參數說明

1、啓動選項

performance_schema_consumer_events_statements_current=TRUE
是否在mysql server啓動時就開啓events_statements_current表的記錄功能(該表記錄當前的語句事件信息)，啓動之後也可以在setup_consumers表中使用UPDATE語句進行動態更新setup_consumers配置表中的events_statements_current配置項，默認值爲TRUE

performance_schema_consumer_events_statements_history=TRUE
與performance_schema_consumer_events_statements_current選項類似，但該選項是用於配置是否記錄語句事件短歷史信息，默認爲TRUE

performance_schema_consumer_events_stages_history_long=FALSE
與performance_schema_consumer_events_statements_current選項類似，但該選項是用於配置是否記錄語句事件長曆史信息，默認爲FALSE

除了statement(語句)事件之外，還支持：wait(等待)事件、state(階段)事件、transaction(事務)事件，他們與statement事件一樣都有三個啓動項分別進行配置，但這些等待事件默認未啓用，如果需要在MySQL Server啓動時一同啓動，則通常需要寫進my.cnf配置文件中
performance_schema_consumer_global_instrumentation=TRUE
是否在MySQL Server啓動時就開啓全局表（如：mutex_instances、rwlock_instances、cond_instances、file_instances、users、hostsaccounts、socket_summary_by_event_name、file_summary_by_instance等大部分的全局對象計數統計和事件彙總統計信息表 ）的記錄功能，啓動之後也可以在setup_consumers表中使用UPDATE語句進行動態更新全局配置項
默認值爲TRUE

performance_schema_consumer_statements_digest=TRUE
是否在MySQL Server啓動時就開啓events_statements_summary_by_digest 表的記錄功能，啓動之後也可以在setup_consumers表中使用UPDATE語句進行動態更新digest配置項
默認值爲TRUE

performance_schema_consumer_thread_instrumentation=TRUE
是否在MySQL Server啓動時就開啓

events_xxx_summary_by_yyy_by_event_name表的記錄功能，啓動之後也可以在setup_consumers表中使用UPDATE語句進行動態更新線程配置項
默認值爲TRUE

performance_schema_instrument[=name]
是否在MySQL Server啓動時就啓用某些採集器，由於instruments配置項多達數千個，所以該配置項支持key-value模式，還支持%號進行通配等，如下:

# [=name]可以指定爲具體的Instruments名稱（但是這樣如果有多個需要指定的時候，就需要使用該選項多次），也可以使用通配符，可以指定instruments相同的前綴+通配符，也可以使用%代表所有的instruments

## 指定開啓單個instruments

--performance-schema-instrument= 'instrument_name=value'

## 使用通配符指定開啓多個instruments

--performance-schema-instrument= 'wait/synch/cond/%=COUNTED'

## 開關所有的instruments

--performance-schema-instrument= '%=ON'

--performance-schema-instrument= '%=OFF'

注意，這些啓動選項要生效的前提是，需要設置performance_schema=ON。另外，這些啓動選項雖然無法使用show variables語句查看，但我們可以通過setup_instruments和setup_consumers表查詢這些選項指定的值。

2、系統變量

show variables like '%performance_schema%';
--重要的屬性解釋
performance_schema=ON
/*
控制performance_schema功能的開關，要使用MySQL的performance_schema，需要在mysqld啓動時啓用，以啓用事件收集功能
該參數在5.7.x之前支持performance_schema的版本中默認關閉，5.7.x版本開始默認開啓
注意：如果mysqld在初始化performance_schema時發現無法分配任何相關的內部緩衝區，則performance_schema將自動禁用，並將performance_schema設置爲OFF
*/

performance_schema_digests_size=10000
/*
控制events_statements_summary_by_digest表中的最大行數。如果產生的語句摘要信息超過此最大值，便無法繼續存入該表，此時performance_schema會增加狀態變量
*/
performance_schema_events_statements_history_long_size=10000
/*
控制events_statements_history_long表中的最大行數，該參數控制所有會話在events_statements_history_long表中能夠存放的總事件記錄數，超過這個限制之後，最早的記錄將被覆蓋
全局變量，只讀變量，整型值，5.6.3版本引入 * 5.6.x版本中，5.6.5及其之前的版本默認爲10000，5.6.6及其之後的版本默認值爲-1，通常情況下，自動計算的值都是10000 * 5.7.x版本中，默認值爲-1，通常情況下，自動計算的值都是10000
*/
performance_schema_events_statements_history_size=10
/*
控制events_statements_history表中單個線程（會話）的最大行數，該參數控制單個會話在events_statements_history表中能夠存放的事件記錄數，超過這個限制之後，單個會話最早的記錄將被覆蓋
全局變量，只讀變量，整型值，5.6.3版本引入 * 5.6.x版本中，5.6.5及其之前的版本默認爲10，5.6.6及其之後的版本默認值爲-1，通常情況下，自動計算的值都是10 * 5.7.x版本中，默認值爲-1，通常情況下，自動計算的值都是10
除了statement(語句)事件之外，wait(等待)事件、state(階段)事件、transaction(事務)事件，他們與statement事件一樣都有三個參數分別進行存儲限制配置，有興趣的同學自行研究，這裏不再贅述
*/
performance_schema_max_digest_length=1024
/*
用於控制標準化形式的SQL語句文本在存入performance_schema時的限制長度，該變量與max_digest_length變量相關(max_digest_length變量含義請自行查閱相關資料)
全局變量，只讀變量，默認值1024字節，整型值，取值範圍0~1048576
*/
performance_schema_max_sql_text_length=1024
/*
控制存入events_statements_current，events_statements_history和events_statements_history_long語句事件表中的SQL_TEXT列的最大SQL長度字節數。 超出系統變量performance_schema_max_sql_text_length的部分將被丟棄，不會記錄，一般情況下不需要調整該參數，除非被截斷的部分與其他SQL比起來有很大差異
全局變量，只讀變量，整型值，默認值爲1024字節，取值範圍爲0~1048576，5.7.6版本引入
降低系統變量performance_schema_max_sql_text_length值可以減少內存使用，但如果彙總的SQL中，被截斷部分有較大差異，會導致沒有辦法再對這些有較大差異的SQL進行區分。 增加該系統變量值會增加內存使用，但對於彙總SQL來講可以更精準地區分不同的部分。
*/

5、重要配置表的相關說明

配置表之間存在相互關聯關係，按照配置影響的先後順序，可添加爲

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-ypxdcfoD-1592842638987)(C:\Users\63198\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20191203125003597.png)]

/*
performance_timers表中記錄了server中有哪些可用的事件計時器
字段解釋：
	timer_name:表示可用計時器名稱，CYCLE是基於CPU週期計數器的定時器
	timer_frequency:表示每秒鐘對應的計時器單位的數量,CYCLE計時器的換算值與CPU的頻率相關、
	timer_resolution:計時器精度值，表示在每個計時器被調用時額外增加的值
	timer_overhead:表示在使用定時器獲取事件時開銷的最小週期值
*/
select * from performance_timers;

/*
setup_timers表中記錄當前使用的事件計時器信息
字段解釋：
	name:計時器類型，對應某個事件類別
	timer_name:計時器類型名稱
*/
select * from setup_timers;

/*
setup_consumers表中列出了consumers可配置列表項
字段解釋：
	NAME：consumers配置名稱
	ENABLED：consumers是否啓用，有效值爲YES或NO，此列可以使用UPDATE語句修改。
*/
select * from setup_consumers;

/*
setup_instruments 表列出了instruments 列表配置項，即代表了哪些事件支持被收集：
字段解釋：
	NAME：instruments名稱，instruments名稱可能具有多個部分並形成層次結構
	ENABLED：instrumetns是否啓用，有效值爲YES或NO，此列可以使用UPDATE語句修改。如果設置爲NO，則這個instruments不會被執行，不會產生任何的事件信息
	TIMED：instruments是否收集時間信息，有效值爲YES或NO，此列可以使用UPDATE語句修改，如果設置爲NO，則這個instruments不會收集時間信息
*/
SELECT * FROM setup_instruments;

/*
setup_actors表的初始內容是匹配任何用戶和主機，因此對於所有前臺線程，默認情況下啓用監視和歷史事件收集功能
字段解釋：
	HOST：與grant語句類似的主機名，一個具體的字符串名字，或使用“％”表示“任何主機”
	USER：一個具體的字符串名稱，或使用“％”表示“任何用戶”
	ROLE：當前未使用，MySQL 8.0中才啓用角色功能
	ENABLED：是否啓用與HOST，USER，ROLE匹配的前臺線程的監控功能，有效值爲：YES或NO
	HISTORY：是否啓用與HOST， USER，ROLE匹配的前臺線程的歷史事件記錄功能，有效值爲：YES或NO
*/
SELECT * FROM setup_actors;

/*
setup_objects表控制performance_schema是否監視特定對象。默認情況下，此表的最大行數爲100行。
字段解釋：
	OBJECT_TYPE：instruments類型，有效值爲：“EVENT”（事件調度器事件）、“FUNCTION”（存儲函數）、“PROCEDURE”（存儲過程）、“TABLE”（基表）、“TRIGGER”（觸發器），TABLE對象類型的配置會影響表I/O事件（wait/io/table/sql/handler instrument）和表鎖事件（wait/lock/table/sql/handler instrument）的收集
	OBJECT_SCHEMA：某個監視類型對象涵蓋的數據庫名稱，一個字符串名稱，或“％”(表示“任何數據庫”)
	OBJECT_NAME：某個監視類型對象涵蓋的表名，一個字符串名稱，或“％”(表示“任何數據庫內的對象”)
	ENABLED：是否開啓對某個類型對象的監視功能，有效值爲：YES或NO。此列可以修改
	TIMED：是否開啓對某個類型對象的時間收集功能，有效值爲：YES或NO，此列可以修改
*/
SELECT * FROM setup_objects;

/*
threads表對於每個server線程生成一行包含線程相關的信息，
字段解釋：
	THREAD_ID：線程的唯一標識符（ID）
	NAME：與server中的線程檢測代碼相關聯的名稱(注意，這裏不是instruments名稱)
	TYPE：線程類型，有效值爲：FOREGROUND、BACKGROUND。分別表示前臺線程和後臺線程
	PROCESSLIST_ID：對應INFORMATION_SCHEMA.PROCESSLIST表中的ID列。
	PROCESSLIST_USER：與前臺線程相關聯的用戶名，對於後臺線程爲NULL。
	PROCESSLIST_HOST：與前臺線程關聯的客戶端的主機名，對於後臺線程爲NULL。
	PROCESSLIST_DB：線程的默認數據庫，如果沒有，則爲NULL。
	PROCESSLIST_COMMAND：對於前臺線程，該值代表着當前客戶端正在執行的command類型，如果是sleep則表示當前會話處於空閒狀態
	PROCESSLIST_TIME：當前線程已處於當前線程狀態的持續時間（秒）
	PROCESSLIST_STATE：表示線程正在做什麼事情。
	PROCESSLIST_INFO：線程正在執行的語句，如果沒有執行任何語句，則爲NULL。
	PARENT_THREAD_ID：如果這個線程是一個子線程（由另一個線程生成），那麼該字段顯示其父線程ID
	ROLE：暫未使用
	INSTRUMENTED：線程執行的事件是否被檢測。有效值：YES、NO 
	HISTORY：是否記錄線程的歷史事件。有效值：YES、NO * 
	THREAD_OS_ID：由操作系統層定義的線程或任務標識符（ID）：
*/
select * from threads

注意：在performance_schema庫中還包含了很多其他的庫和表，能對數據庫的性能做完整的監控，大家需要參考官網詳細瞭解。

6、performance_schema實踐操作

基本瞭解了表的相關信息之後，可以通過這些表進行實際的查詢操作來進行實際的分析。
可以根據這個，做一個BS架構的監控系統

--1、哪類的SQL執行最多？
SELECT DIGEST_TEXT,COUNT_STAR,FIRST_SEEN,LAST_SEEN FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--2、哪類SQL的平均響應時間最多？
SELECT DIGEST_TEXT,AVG_TIMER_WAIT FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--3、哪類SQL排序記錄數最多？
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_SORT_ROWS FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--4、哪類SQL掃描記錄數最多？
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_ROWS_EXAMINED FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--5、哪類SQL使用臨時表最多？
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_CREATED_TMP_TABLES,SUM_CREATED_TMP_DISK_TABLES FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--6、哪類SQL返回結果集最多？
SELECT DIGEST_TEXT,SUM_ROWS_SENT FROM events_statements_summary_by_digest ORDER BY COUNT_STAR DESC
--7、哪個表物理IO最多？
SELECT file_name,event_name,SUM_NUMBER_OF_BYTES_READ,SUM_NUMBER_OF_BYTES_WRITE FROM file_summary_by_instance ORDER BY SUM_NUMBER_OF_BYTES_READ + SUM_NUMBER_OF_BYTES_WRITE DESC
--8、哪個表邏輯IO最多？
SELECT object_name,COUNT_READ,COUNT_WRITE,COUNT_FETCH,SUM_TIMER_WAIT FROM table_io_waits_summary_by_table ORDER BY sum_timer_wait DESC
--9、哪個索引訪問最多？
SELECT OBJECT_NAME,INDEX_NAME,COUNT_FETCH,COUNT_INSERT,COUNT_UPDATE,COUNT_DELETE FROM table_io_waits_summary_by_index_usage ORDER BY SUM_TIMER_WAIT DESC
--10、哪個索引從來沒有用過？
SELECT OBJECT_SCHEMA,OBJECT_NAME,INDEX_NAME FROM table_io_waits_summary_by_index_usage WHERE INDEX_NAME IS NOT NULL AND COUNT_STAR = 0 AND OBJECT_SCHEMA <> 'mysql' ORDER BY OBJECT_SCHEMA,OBJECT_NAME;
--11、哪個等待事件消耗時間最多？
SELECT EVENT_NAME,COUNT_STAR,SUM_TIMER_WAIT,AVG_TIMER_WAIT FROM events_waits_summary_global_by_event_name WHERE event_name != 'idle' ORDER BY SUM_TIMER_WAIT DESC
--12-1、剖析某條SQL的執行情況，包括statement信息，stege信息，wait信息
SELECT EVENT_ID,sql_text FROM events_statements_history WHERE sql_text LIKE '%count(*)%';
--12-2、查看每個階段的時間消耗
SELECT event_id,EVENT_NAME,SOURCE,TIMER_END - TIMER_START FROM events_stages_history_long WHERE NESTING_EVENT_ID = 1553;
--12-3、查看每個階段的鎖等待情況
SELECT event_id,event_name,source,timer_wait,object_name,index_name,operation,nesting_event_id FROM events_waits_history_longWHERE nesting_event_id = 1553;

MySQL調優（一）：使用profiles、performance_schema性能監控

大綱

MySQL 服務器邏輯架構圖

查看sql語句實際執行的時間

MYSQL performance schema詳解

0、performance_schema的介紹

1、performance schema入門

2、performance_schema表的分類

3、performance_schema的簡單配置與使用

4、常用配置項的參數說明

5、重要配置表的相關說明

6、performance_schema實踐操作

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