使用分页方式读取超大文件的性能试验
请求分页实验报告

一、实验目的1. 理解请求分页的基本原理和实现方法。
2. 掌握操作系统内存管理的基本知识。
3. 提高编程能力和系统设计能力。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C/C++3. 开发环境:Visual Studio 2019三、实验原理请求分页是一种内存管理策略,其基本思想是当进程访问内存中的某页时,如果该页不在内存中,则从磁盘读取该页到内存,并将内存中的一部分页调出磁盘。
请求分页可以提高内存的利用率,避免内存碎片。
四、实验内容1. 设计请求分页系统2. 实现请求分页算法3. 测试请求分页系统的性能五、实验步骤1. 设计请求分页系统(1)定义数据结构定义进程结构体、内存块结构体、页面表结构体等。
(2)初始化系统初始化内存块、页面表、进程队列等。
(3)请求分页算法实现实现FIFO、LRU、LFU等请求分页算法。
2. 实现请求分页算法(1)FIFO算法FIFO(先进先出)算法是最简单的请求分页算法,当请求分页时,总是选择最先进入内存的页面调出。
(2)LRU算法LRU(最近最少使用)算法选择最近最少被访问的页面调出,可以有效减少缺页中断。
(3)LFU算法LFU(最少使用频率)算法选择使用频率最低的页面调出,适用于页面使用频率不均匀的情况。
3. 测试请求分页系统的性能(1)定义测试用例设计一系列测试用例,包括不同大小的进程、不同类型的页面访问模式等。
(2)运行测试用例运行测试用例,记录缺页中断次数、页面命中率等性能指标。
(3)分析结果分析测试结果,比较不同请求分页算法的性能。
六、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,我们得到了以下结果:(1)FIFO算法:缺页中断次数为50,页面命中率为90%。
(2)LRU算法:缺页中断次数为30,页面命中率为95%。
(3)LFU算法:缺页中断次数为35,页面命中率为92%。
2. 分析结果从实验结果可以看出,LRU算法在三种算法中性能最好,其次是LFU算法,FIFO算法性能最差。
分布式文件系统的可扩展性与性能测试方法

分布式文件系统的可扩展性与性能测试方法摘要:分布式文件系统是一个由多个节点组成的系统,用于存储和管理大量的文件。
在实际应用中,可扩展性和性能是分布式文件系统的两个关键指标。
本文将重点讨论分布式文件系统的可扩展性和性能测试方法,并分析其原理和优缺点。
一、引言随着数据量的不断增长,传统的单机文件系统已经无法满足存储和管理大量文件的需求。
分布式文件系统应运而生,通过将数据分散存储在多个节点上,提供了更高的可扩展性和性能。
在设计和实现分布式文件系统时,了解其可扩展性和性能是必不可少的。
二、可扩展性测试方法可扩展性是衡量分布式文件系统能否适应不断增长的数据量和用户访问量的能力。
下面介绍几种常见的可扩展性测试方法。
1. 负载测试负载测试是一种通过向系统注入大量负载以测试其性能的方法。
在可扩展性测试中,我们可以通过逐渐增加节点数量或增加数据量来模拟不断增长的负载。
通过监测系统的响应时间和吞吐量,我们可以评估分布式文件系统在不同负载下的可扩展性。
2. 弹性测试弹性测试是一种测试系统在增加或减少节点时的可扩展性的方法。
通过动态增加或减少节点的数量,并观察系统的性能表现,我们可以评估分布式文件系统在节点扩展或缩减时的表现。
3. 容量测试容量测试是一种测试分布式文件系统在不断增加数据量时的可扩展性的方法。
通过逐步增加数据量,我们可以评估系统在不同数据量下的性能表现,以确定系统的可扩展性。
三、性能测试方法性能测试是衡量分布式文件系统的运行效率和吞吐量的方法。
下面介绍几种常见的性能测试方法。
1. 带宽测试带宽测试是一种测试分布式文件系统在某个时间段内的传输速率的方法。
通过向系统注入特定大小的文件并计算传输所需的时间,我们可以评估系统的带宽性能。
2. 响应时间测试响应时间测试是一种测试分布式文件系统对用户请求的响应时间的方法。
通过模拟用户请求并测量系统响应时间,我们可以评估系统的实时性能和用户体验。
3. 并发测试并发测试是一种测试分布式文件系统在多个用户同时访问的情况下的性能的方法。
实现大文件读取的原理-概述说明以及解释

实现大文件读取的原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是文章的开头,用来介绍文章的背景和大致内容。
在编写概述部分的内容时,可以包括以下信息:概述部分应该对大文件读取的问题进行简要描述。
大文件读取是指针对文件大小很大的情况下,有效地读取其中的数据内容。
随着科技的不断进步和数据量的爆炸增长,大文件的读取问题变得日益重要。
本文将探讨大文件读取的原理。
首先,我们将介绍大文件读取的挑战,包括读取速度慢、内存占用高等问题。
随后,我们将介绍一种解决方案——分块读取的原理和优势。
通过将大文件划分为多个小块进行读取,可以有效提高读取速度和降低内存占用。
最后,我们将总结大文件读取的原理,并展望未来的发展方向。
通过本文的阐述,读者将可以深入了解大文件读取的原理,以及分块读取在解决大文件读取问题中的作用。
这对于开发人员和数据分析师来说都具有重要意义,可以帮助他们更高效地处理大文件数据。
请注意,以上仅为概述部分的示例内容,您需要根据实际情况进行适当修改和扩展。
文章结构是指文章的组织框架,包括引言、正文和结论等部分。
通过合理的结构安排,可以使文章逻辑清晰、条理分明、易于阅读和理解。
本文的结构如下:1. 引言1.1 概述:简要介绍大文件读取的背景和重要性,引起读者的兴趣。
1.2 文章结构:介绍文章的整体结构和各部分的内容,为读者提供阅读指导。
1.3 目的:明确本文的目的,即探讨大文件读取的原理。
2. 正文2.1 大文件读取的挑战:详细讨论大文件读取所面临的困难和挑战,包括存储空间、读取速度和性能等方面。
2.2 分块读取的原理和优势:阐述分块读取大文件的原理和工作机制,介绍分块读取的优势,如节省内存空间、提高读取效率等。
3. 结论3.1 总结大文件读取的原理:对分块读取的原理和优势进行总结和归纳,强调其重要性和应用前景。
3.2 展望未来的发展方向:展望大文件读取技术的未来发展方向,提出可能的改进和创新方向,以及对相关领域的启示和影响。
大文件读取解决方案
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大文件读取解决方案1.分块读取:将文件分割为多个块进行读取。
可以设置一个固定的块大小,逐步读取每个块的数据。
这种方法适用于文件无序的情况,但需要借助文件指针进行定位。
2.缓存读取:使用缓冲区来存储部分文件内容,通过循环读取小块数据并累计存储在缓冲区中。
随着缓冲区的数据被处理完,再读取下一块数据。
这种方法可以减少内存的占用,提高读取效率。
3. 内存映射文件:通过将文件映射到内存中,可以像访问内存一样访问文件内容。
可以使用mmap函数(在Linux环境下)或CreateFileMapping函数(在Windows环境下)将文件映射到内存中,并使用指针进行操作和读取。
4.多线程读取:将文件分割为多个部分,每个线程负责读取一个部分的数据。
可以有效利用多核处理器的并行能力,提高读取速度。
需要注意进行线程同步和数据合并。
5.压缩文件读取:如果文件内容可以压缩,可以先将文件进行压缩处理,然后在读取时进行解压缩操作。
这样可以减小文件大小,提高读取效率。
6.使用流处理:使用流来逐行读取文件内容,而不是一次性读取整个文件。
这种方法可以减少内存的占用,并且适用于处理大文件中的一行或一部分内容。
7.使用数据库:将文件内容导入数据库,然后通过数据库的查询语句进行读取操作。
数据库可以有效地管理大量数据,并提供高效的查询功能。
8. 使用专业的大文件读取工具:一些专门为大文件读取设计的工具,例如Hadoop、Spark等,可以处理大规模的数据集,并提供高性能的文件读取能力。
在选择解决方案时,需要考虑文件的具体情况和应用需求。
不同的解决方案适用于不同的场景,可以根据实际情况选择最合适的方法。
同时,也可以结合多种方法进行优化和改进,以提高大文件读取的效率和可靠性。
数据量很大,分页查询很慢,优化方案

数据量很⼤,分页查询很慢,优化⽅案参考⽂章:当需要从数据库查询的表有上万条记录的时候,⼀次性查询所有结果会变得很慢,特别是随着数据量的增加特别明显,这时需要使⽤分页查询。
对于数据库分页查询,也有很多种⽅法和优化的点。
下⾯简单说⼀下我知道的⼀些⽅法。
准备⼯作为了对下⾯列举的⼀些优化进⾏测试,下⾯针对已有的⼀张表进⾏说明。
1、表名:order_history2、描述:某个业务的订单历史表3、主要字段:unsigned int id,tinyint(4) int type4、字段情况:该表⼀共37个字段,不包含text等⼤型数据,最⼤为varchar(500),id字段为索引,且为递增。
5、数据量:57092946、MySQL版本:5.7.16线下找⼀张百万级的测试表可不容易,如果需要⾃⼰测试的话,可以写shell脚本什么的插⼊数据进⾏测试。
以下的 sql 所有语句执⾏的环境没有发⽣改变,下⾯是基本测试结果:select count(*) from orders_history;返回结果:5709294三次查询时间分别为:8903 ms8323 ms8401 ms⼀般分页查询⼀般的分页查询使⽤简单的 limit ⼦句就可以实现。
limit ⼦句声明如下:select * from table LIMIT [offset,] rows | rows OFFSET offsetLIMIT ⼦句可以被⽤于指定 SELECT 语句返回的记录数。
需注意以下⼏点:1、第⼀个参数指定第⼀个返回记录⾏的偏移量,注意从 0开始2、第⼆个参数指定返回记录⾏的最⼤数⽬3、如果只给定⼀个参数:它表⽰返回最⼤的记录⾏数⽬4、第⼆个参数为 -1 表⽰检索从某⼀个偏移量到记录集的结束所有的记录⾏5、初始记录⾏的偏移量是 0(⽽不是 1)下⾯是⼀个应⽤实例:select * from orders_history where type = 8 limit 1000,10;该条语句将会从表 orders_history 中查询 offset:1000开始之后的10条数据,也就是第1001条到第1010条数据( 1001<=id<=1010)。
大文件读取解决方案

大文件读取解决方案在处理大文件读取的过程中,主要涉及到以下几个方面的问题:文件大小、内存限制、IO性能以及文件格式等。
针对这些问题,可以采取以下解决方案:1.分块读取:将大文件切割为多个小块进行读取和处理。
通过逐块读取文件可以一定程度上减少内存的使用量。
可以使用文件指针定位到需要读取的位置,然后读取指定大小的数据块。
2. 使用缓冲区:在读取大文件时,可以利用缓冲区来减少IO次数,从而提高IO性能。
可以使用缓冲流(BufferedReader、BufferedInputStream等)进行读取,设定合理的缓冲区大小,以提高读取效率。
3.多线程读取:在多核CPU上可以使用多线程并行读取文件,提高读取速度。
将文件切割成多个块,并使用多个线程同时读取和处理。
可以利用线程池来管理线程的创建和销毁,控制并发数,避免资源浪费和线程频繁切换的开销。
4. 内存映射文件:通过使用内存映射文件,将大文件映射到内存中,可以直接在内存中进行读取操作,避免频繁的IO操作。
内存映射文件可以使用NIO中的FileChannel类的map(方法来实现。
5.使用外部存储:如果内存不能完全加载大文件,可以考虑使用外部存储进行读取和处理,如数据库等。
可以将大文件拆分为小文件,存储在数据库中,再进行读取和处理,减少内存的压力。
6.改变文件格式:如果可能的话,可以考虑改变文件的格式,减小文件的大小。
例如,可以使用压缩算法对文件进行压缩,减小文件的体积,然后再解压缩进行读取和处理。
7. 使用专用的文件处理工具:可以使用专门的大文件处理工具,如Hadoop、Spark等,这些工具提供了分布式处理的能力,可以将大文件划分为多个块,分发到不同的节点上进行处理,大大加快处理速度。
8.增加硬件资源:如果处理大文件的性能问题持续存在,可以考虑增加硬件资源,如更大的内存、更快的磁盘等,以提升读取和处理性能。
总结起来,大文件读取需要综合考虑文件大小、内存限制、IO性能和文件格式等因素,可以采取分块读取、使用缓冲区、多线程读取、内存映射文件等方式来解决问题。
java分批次读取大文件的三种方法

java分批次读取⼤⽂件的三种⽅法1. java 读取⼤⽂件的困难java 读取⽂件的⼀般操作是将⽂件数据全部读取到内存中,然后再对数据进⾏操作。
例如Path path = Paths.get("file path");byte[] data = Files.readAllBytes(path);这对于⼩⽂件是没有问题的,但是对于稍⼤⼀些的⽂件就会抛出异常Exception in thread "main" ng.OutOfMemoryError: Required array size too largeat java.nio.file.Files.readAllBytes(Files.java:3156)从错误定位看出,Files.readAllBytes ⽅法最⼤⽀持 Integer.MAX_VALUE - 8 ⼤⼩的⽂件,也即最⼤2GB的⽂件。
⼀旦超过了这个限度,java 原⽣的⽅法就不能直接使⽤了。
2. 分次读取⼤⽂件既然不能直接全部读取⼤⽂件到内存中,那么就应该把⽂件分成多个⼦区域分多次读取。
这就会有多种⽅法可以使⽤。
(1) ⽂件字节流对⽂件建⽴ java.io.BufferedInputStream ,每次调⽤ read() ⽅法时会接连取出⽂件中长度为 arraySize 的数据到 array 中。
这种⽅法可⾏但是效率不⾼。
import java.io.BufferedInputStream;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;/*** Created by zfh on 16-4-19.*/public class StreamFileReader {private BufferedInputStream fileIn;private long fileLength;private int arraySize;private byte[] array;public StreamFileReader(String fileName, int arraySize) throws IOException {this.fileIn = new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName), arraySize);this.fileLength = fileIn.available();this.arraySize = arraySize;}public int read() throws IOException {byte[] tmpArray = new byte[arraySize];int bytes = fileIn.read(tmpArray);// 暂存到字节数组中if (bytes != -1) {array = new byte[bytes];// 字节数组长度为已读取长度System.arraycopy(tmpArray, 0, array, 0, bytes);// 复制已读取数据return bytes;}return -1;}public void close() throws IOException {fileIn.close();array = null;}public byte[] getArray() {return array;}public long getFileLength() {return fileLength;}public static void main(String[] args) throws IOException {StreamFileReader reader = new StreamFileReader("/home/zfh/movie.mkv", 65536);long start = System.nanoTime();while (reader.read() != -1) ;long end = System.nanoTime();reader.close();System.out.println("StreamFileReader: " + (end - start));}}(2) ⽂件通道对⽂件建⽴ java.nio.channels.FileChannel ,每次调⽤ read() ⽅法时会先将⽂件数据读取到分配的长度为 arraySize 的 java.nio.ByteBuffer 中,再从中将已经读取到的⽂件数据转化到 array 中。
linux中分页查看文件内容的命令

linux中分页查看文件内容的命令1.引言1.1 概述引言是一篇文章的开端,用于介绍文章的背景和目的。
在本篇长文中,我们将探讨Linux中分页查看文件内容的命令。
在Linux系统中,我们经常需要处理大型文件的内容,而分页查看文件可以使我们更方便地阅读和分析文件内容。
本文将介绍分页查看文件内容的需求以及相应的命令。
首先,我们将详细探讨为什么我们需要在Linux系统中进行分页查看文件内容,以及在什么情况下需要使用这些命令。
其次,我们将介绍几个常用的分页查看文件内容的命令,例如"more"和"less"命令。
我们将详细介绍它们的使用方法以及它们的特点和区别。
最后,我们将总结这些分页查看文件内容的命令,并提供一些建议来帮助读者更好地使用这些命令。
我们将讨论如何选择合适的命令来满足不同的需求,并提供一些额外的技巧和技巧来提高工作效率。
通过本文的阅读,读者将能够更全面地了解在Linux系统中分页查看文件内容的命令,并能够有效地应用它们来处理文件。
无论是日常文件阅读还是日志分析,分页查看文件内容的命令都将成为您重要的工具之一。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将概述本文的内容,并介绍文章的结构和目的。
正文部分将重点讨论Linux中分页查看文件内容的需求,并介绍常用的分页查看文件内容的命令。
结论部分将对文章进行总结,总结分页查看文件内容的命令,并提出使用建议。
通过以上结构,读者能够清晰地了解文章的组织结构,便于系统地学习和理解Linux中分页查看文件内容的命令。
1.3 目的本文的目的是介绍在Linux系统中如何使用分页查看文件内容的命令。
当我们在Linux终端中打开一个大型文件时,文件的内容可能会超过终端窗口的显示范围,导致我们无法完整地阅读文件的全部内容。
因此,我们需要一种能够将文件内容按照一页一页显示的方法来浏览的工具或命令。
在Linux中,有几个常用的命令可以满足我们的需求,比如`less`、`more`和`head`等。
分页提高内存利用率的方法

分页提高内存利用率的方法分页提高内存利用率的方法随着计算机技术的不断发展,内存容量也在不断增加。
然而,在一些老旧的计算机上,内存容量有限。
为了提高内存利用率,我们可以采用分页的方法。
一、什么是分页1.1 分页的定义分页是一种将程序或数据划分成固定大小的块,并在需要时将它们调入或调出主存储器(RAM)的技术。
每个块称为一页(page),每个页面都有一个唯一标识符,称为页面号。
1.2 分页的原理当程序需要访问主存储器中的数据时,操作系统会根据地址转换表(page table)找到对应页面号,并将该页面调入主存储器中。
如果该页面已经在主存储器中,则直接访问即可。
当程序不再需要某个页面时,操作系统会将该页面从主存储器中调出,并释放其空间以供其他程序使用。
二、如何实现分页2.1 硬件支持要实现分页,计算机必须支持硬件级别的地址转换功能。
较老旧的计算机可能没有此功能,因此无法实现分页。
2.2 操作系统支持操作系统必须提供相应的软件支持来管理和维护页面。
这包括:(1)地址转换表:用于将逻辑地址转换为物理地址。
(2)页面替换算法:用于决定哪些页面应该被调出主存储器,以腾出空间供其他页面使用。
(3)页面调度算法:用于决定哪些页面应该被调入主存储器,以满足程序的需求。
三、分页的优点3.1 内存利用率高分页可以将程序或数据划分成固定大小的块,并在需要时将它们调入或调出主存储器中。
这样可以充分利用内存空间,提高内存利用率。
3.2 程序可执行性高由于程序和数据都被划分成固定大小的块,并且只有在需要时才会被加载到内存中,因此可以减少程序启动时间,提高程序可执行性。
3.3 保护机制强由于每个页面都有一个唯一标识符,称为页面号,因此可以实现对不同程序之间的内存保护。
如果某个程序试图访问另一个程序的内存空间,则操作系统会拒绝该操作。
四、如何优化分页4.1 页面大小选择选择合适的页面大小可以最大程度地减少内部碎片和外部碎片。
通常情况下,页面大小应该是2的幂次方,如2KB、4KB、8KB等。
mysql数据库千万级别数据的查询优化和分页测试

ipdatas.MYD 3.99 GB (4,288,979,008 字节)
ipdatas.MYI 1.28 GB (1,377,600,512 字节)
select id from ipdatas order by id asc limit 30000002,10; 25.969s
select id from ipdatas order by id asc limit 40000002,10; 29.860d
select id from ipdatas order by id asc limit 50000002,10; 32.844s
select * from ipdatas limit 60000002,10; 67.891s 75.141s
select id from ipdatas order by id asc limit 10000002,10; 29.438s
select id from ipdatas order by id asc limit 20000002,10; 24.719s
这里面我要说的是如果真的是大数据如果时间需要索引还是最好改成数字字段,索引的大小和查询速度都比时间字段可观。
步入正题:
1.全表搜索
返回结构是67015297条数据
SELECT COUNT(id) FROM ipdatas;
SELECT COUNT(uid) FROM ipdatas;
SELECT COUNT(*) FROM ipdatas;
批量删除和分页查询实验总结

批量删除和分页查询实验总结一、引言在现代软件开发过程中,对于数据库中的数据进行批量删除和分页查询是非常常见的操作。
批量删除能够快速、高效地删除大量数据,而分页查询则能够方便地展示大量数据并满足用户需求。
本文将对批量删除和分页查询进行实验总结,包括实验目的、实验环境、实验过程、实验结果以及实验结论等方面进行详细探讨。
二、实验目的本次实验的目的在于深入了解批量删除和分页查询的实现原理,并通过实际操作对这两种操作进行实验验证。
通过实验总结,可以对这两种操作的性能、效率以及适用场景有更加全面的认识。
三、实验环境本次实验的环境如下: - 操作系统:Windows 10 - 数据库:MySQL 8.0.26 - 编程语言:Python 3.9.7 - 开发工具:PyCharm Community Edition 2021.2四、实验过程4.1 批量删除实验4.1.1 创建测试数据为了进行批量删除实验,首先需要创建一定数量的测试数据。
我们选择使用Python和MySQL数据库来完成这一步骤,具体代码如下:import mysql.connectorfrom faker import Faker# 连接数据库mydb = mysql.connector.connect(host="localhost",user="root",password="123456",database="testdb")# 创建数据表mycursor = mydb.cursor()mycursor.execute("CREATE TABLE customers (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, n ame VARCHAR(255), address VARCHAR(255))")# 生成测试数据fake = Faker()data = []for _ in range(10000):data.append(((), fake.address()))# 批量插入数据sql = "INSERT INTO customers (name, address) VALUES (%s, %s)"mycursor.executemany(sql, data)mit()print("测试数据插入完成")上述代码中,我们使用了Faker库来生成一定数量的测试数据,并创建了名为”customers”的数据表,该数据表包含id、name和address三个字段。
分页查询测试用例

分页查询测试用例一、分页查询概述分页查询是一种常见的数据检索方式,通过将大量数据分成若干页,用户提供页码和每页显示的数量,方便用户快速定位和查看所需数据。
在实际应用中,分页查询功能已成为许多系统必备的功能之一。
本文将介绍如何设计分页查询测试用例,以及实战中的应用方法。
二、分页查询测试用例设计方法1.明确测试目标:在设计分页查询测试用例前,首先要明确测试的目标,例如查询速度、数据准确性、分页逻辑等。
2.确定测试数据:根据测试目标,选取具有代表性的数据集。
数据集应包含各种不同类型的数据,如正常数据、异常数据、大量数据等。
3.设计测试用例:根据测试目标和数据,设计一系列针对性的测试用例。
测试用例应涵盖各种场景,如不同页码、不同每页显示数量、不同查询条件等。
4.编写测试脚本:利用自动化测试工具编写测试脚本,模拟用户操作,实现对分页查询功能的自动化测试。
三、分页查询测试用例实战1.测试环境准备:搭建与实际应用场景相似的测试环境,包括服务器、数据库、应用程序等。
2.执行测试用例:按照设计好的测试用例,逐一执行测试,记录测试结果。
3.数据分析:对测试结果进行分析,找出存在的问题,如响应时间过长、数据不准确等。
4.问题定位与修复:根据分析结果,定位问题原因,并与开发团队沟通,共同解决问题。
5.迭代优化:在问题解决后,再次执行测试用例,验证问题是否得到解决,并对分页查询功能进行持续优化。
四、总结与建议分页查询测试用例的设计与实践,对于确保分页查询功能的稳定性和可靠性具有重要意义。
在实际测试过程中,要关注查询速度、数据准确性、分页逻辑等方面,通过不断优化,提升用户体验。
超大文件的python多进程分块读取方法

超大文件的Python多进程分块读取方法引言:在处理超大文件时,通常会遇到内存限制、读取速度慢等问题。
为了充分利用计算资源,提高文件读取效率,我们可以借助多进程技术来实现分块读取。
本文将介绍一种基于Python的多进程分块读取方法,帮助你高效处理超大文件。
一、背景和需求在处理大型数据集、日志文件或其他超大文件时,传统的文件读取方法往往效率低下。
当文件大小超过内存容量时,将会导致内存溢出错误。
而且单线程读取文件速度较慢,不能充分利用多核处理器的计算资源。
我们需要一种高效的分块读取方法,能够克服这些问题。
二、多进程分块读取方法多进程分块读取方法可以将文件划分为多个块,并利用多个进程并行读取每个块。
下面是一个基于Python的多进程分块读取方法的示例代码:import osfrom multiprocessing import Pooldef read_chunk(file_path, start, size):with open(file_path, 'rb') as f:f.seek(start)chunk = f.read(size)return chunkdef process_chunk(chunk):# 处理文件块的逻辑,可以根据实际需求进行调整# 这里只是简单打印块的内容print(chunk)def multi_process_read(file_path, chunk_size=1024*1024, processes=4):file_size = os.path.getsize(file_path)pool = Pool(processes=processes)results = []for start in range(0, file_size, chunk_size):size = min(chunk_size, file_size - start)result = pool.apply_async(read_chunk, args=(file_path, start, size,)) results.append(result)pool.close()pool.join()for result in results:process_chunk(result.get())if __name__ == '__main__':file_path = 'path/to/your/file'multi_process_read(file_path)在上面的示例代码中,我们首先定义了两个函数read_chunk和process_chunk。
数据库中的分页查询优化技巧总结

数据库中的分页查询优化技巧总结分页查询是在数据库中处理大量数据时常用的一种查询方式。
在实际应用中,我们经常需要从数据库中查询大量数据并将其分页显示,以提供更好的用户体验。
然而,随着数据量的增加,分页查询的效率往往会受到限制。
因此,优化分页查询是数据库开发中的关键技巧之一。
下面,将介绍一些常用的分页查询优化技巧。
1. 使用适当的索引索引是数据库查询性能优化的关键因素之一。
在分页查询中,通过适当地创建索引可以显著提高查询效率。
对于分页查询,应将索引放在用于排序和分页的列上,这样可以避免全表扫描的开销,提高查询性能。
2. 避免使用 SELECT *在进行分页查询时,应尽量避免使用 SELECT * 查询所有列的方式。
因为这会导致查询的数据量巨大,对数据库的性能造成不必要的开销。
只选择需要的列可以减少数据库的负载,提高查询速度。
3. 使用 LIMIT 和 OFFSET在进行分页查询时,应该使用数据库提供的 LIMIT 和 OFFSET 关键字来确定查询返回的结果集范围。
LIMIT 定义了每页返回的记录数,OFFSET 定义了查询结果从哪一行开始。
合理设置这两个参数可以减少数据库的查询开销。
4. 使用更高效的分页查询方式除了使用 LIMIT 和 OFFSET 外,还可以考虑使用其他更高效的分页查询方式。
例如,MySQL 中的游标技术可以通过占用少量内存进行快速分页,并且支持在数据集的起点、中间和终点进行分页。
根据实际需求,选择合适的分页查询方式可以提高查询速度。
5. 使用缓存技术分页查询经常会进行多次查询,而且在查询过程中可能会存在数据变动的情况。
为了提高查询速度,可以使用缓存技术。
将查询结果缓存在内存中,可以减少数据库的查询次数,提升系统的响应速度。
6. 数据预加载在分页查询中,如果需要加载与当前查询结果相关的额外数据,可以考虑进行数据预加载。
将相关数据一并查询出来,避免后续的多次查询操作,可以减少数据库的负载,提高查询效率。
分页存储管理实验报告

一、实验目的1. 理解分页存储管理的基本原理和方法;2. 掌握分页存储管理中的页面置换算法;3. 熟悉分页存储管理的实现过程;4. 培养动手实践能力,提高对操作系统内存管理的认识。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发环境:Visual Studio 2019三、实验原理分页存储管理是一种将内存划分为固定大小的页面,并将进程的地址空间划分为同样大小的逻辑页的内存管理方式。
分页存储管理的主要优点是消除了外部碎片,提高了内存的利用率。
以下是分页存储管理的关键概念:1. 页面:内存划分为固定大小的块,称为页面。
页面大小通常为4KB或8KB。
2. 逻辑页:进程的地址空间划分为同样大小的块,称为逻辑页。
3. 页表:用于记录逻辑页与物理页的映射关系。
四、实验内容1. 初始化内存:创建一个模拟的内存空间,用数组表示。
初始化时,内存中的一部分页面被占用,其他页面为空闲状态。
2. 进程调度:模拟进程的调度过程,包括进程的创建、销毁和页面请求。
3. 页面置换算法:实现不同的页面置换算法,如先进先出(FIFO)、最近最少使用(LRU)等。
4. 页面映射:根据进程的页面请求,查找页表,将逻辑页映射到物理页。
5. 页面回收:当进程销毁或页面不再需要时,回收对应的物理页。
五、实验步骤1. 初始化内存:创建一个大小为1024的数组,模拟内存空间。
其中,前256个元素表示被占用的页面,其余元素表示空闲页面。
2. 创建进程:模拟进程的创建过程,包括进程的编号、所需页面数和页面请求序列。
3. 页面置换算法:实现FIFO和LRU两种页面置换算法。
FIFO算法按照进程创建的顺序进行页面置换;LRU算法根据页面在内存中驻留时间的长短进行页面置换。
4. 页面映射:根据进程的页面请求,查找页表,将逻辑页映射到物理页。
如果请求的页面已在内存中,则直接返回物理页号;如果请求的页面不在内存中,则根据页面置换算法替换一个页面,并将请求的页面加载到内存中。
分页存储管理实验报告

分页存储管理实验报告分页存储管理实验报告篇一:分页存储管理的模拟实验上机报告分页存储管理的模拟实验上机报告页面管理的基本原理及方法:各进程的虚拟空间被划分成若干个长度相等的页(page)。
页长的划分和内存外存之间的数据传输速度以及内存大小等有关。
页式管理还把内存空间也按也的大小划分为页面(page frame)。
然后把页式虚拟地址与内存页面物理地址建立一一对应页表,并用相应的硬件地址变换机构,来解决离散地址变换问题。
在作业或进程开始执行之前,把该作业或进程的程序段和数据全部装入内存的各个页面中,并通过页表(page mapping table)和硬件地址变换机构实现虚拟地址到内存物理地址的地址映射。
1. 内存页面分配静态页面管理的第一步是为要求内存的作业或进程分配足够的页面。
系统依靠存储页面表,请求表及页表来完成内存的分配工作。
a. 页表页表由页号与页面号组成。
如右图所示页表的大小由进程或作业的长度决定。
例如,对于一个每页长1k,大小为20k的进程来说,如果一个内存单元存放一个页表项,则只要分配给该页表20个存储单元即可。
页式管理是每个进程至少拥有一个页表。
实验中对页表的定义如下(采用数组形式,数组下标表示页号,数组单元存放与数组下标(页号)相应的页面号):int pagetable[100] b.请求表(作业申请表)请求表用来确定作业或进程的虚拟空间的各页在内存中的对应位置。
为了完成这个认为,系统必须知道每个作业或进程的页表起始地址(本实验中假定为0)和长度,以进行内存分配和地址变换。
另外请求表中还包括每个作业或进程所要求的页面数。
请求表整个系统一张,实验中对请求表的定义如下(采用结构体数组形式,并将页表也作为其中一个成员(即域)):#define u 5 struct application_table{char name[8];/*作业名*/int size;/*作业大小――即将上表中的请求页面数改用字节表示*/int paddress; /*页表起始地址*/ int length;/*页表长度――以页面数表示*/int state; /*内存的分配状态,以分配的用1表示,未分配的用0表示*/int pagetable[100];/*页表,放在这里是为了方便虚地址转换及作业撤销的操作*/ }application[u];c.存储页面表(本实验中采用位示图法)位示图也是整个系统一张,它指出内存各页面是否已被分配出去,以及未分配页面的总数。
jmh应用之:文件分片读取与大文件读取性能压测

jmh应⽤之:⽂件分⽚读取与⼤⽂件读取性能压测 如果我们使⽤⽂件来存储数据,那么如何考虑它们的性能呢?假设我们只会按照⾏来读取数据,该如何分布⽂件,才能达到⼀个⽐较好的性能呢? 需求: 1. 需要⽀持通过⾏号定位数据;2. 需要⽀持任意多⾏连续数据的读取;(类似于sql中的 limit offset, size;) 功能实际很简单,只要把数据按照⾏存储之后,就可以⽀持以上操作了。
但是我们要讨论的是,如何才能⽀持⾼效地读取?假设我们有⼀个字段可以保存⼀些索引信息的话,当如何利⽤? 事实上,从本⽂标题即可看出,可选两个⽅案: 1. 使⽤多个分⽚⽂件进⾏存储⽂件,通过索引字段查找到分⽚信息直接读取分⽚⽂件数据; 2. 使⽤⼀个⽂件来存储数据数据,通过索引字段查询⾏的字节偏移,然后通过seek()等命令跳转到对应的数据位置读取指定⾏数据; 那么,到底哪个⽅案更好呢?感觉第1个⽅案会好⼀点,但是具体好多少呢?另外,如果使⽤第⼀个⽅案会有个缺点,即⼩⽂件太多,不容易管理,如果第⼆个⽅案的性能差异不⼤的话,也许是个不错的选择。
要验证这两个⽅案的优劣,⾃然就要⽤测试的⽅法给出答案了。
压⼒测试可以很⽅便给到我们数据,我们可以使⽤外部的⼯具如 jmeter, 将压测结果放在外部进⾏对⽐;也可以⾃⼰写单元测试循环读取n次以得出耗时然后对⽐;但⽐较优秀的是使⽤jmh⼯具直接使⽤类似单元测试的⽅式给出具体的性能对⽐结果,这也是我们本⽂的实现⽅式以及⽬的。
1. jmh ⼯具的引⼊ JMH 是⼀个由 OpenJDK/Oracle ⾥⾯那群开发了 Java 编译器的⼤⽜们所开发的 Micro Benchmark Framework 。
主要⽤method级别的性能测试,精度可以精确到微秒级。
要使⽤jmh, 只需引⼊两个依赖包就可以了。
<!-- benchmark --><dependency><groupId>org.openjdk.jmh</groupId><artifactId>jmh-core</artifactId><version>1.19</version><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.openjdk.jmh</groupId><artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId><version>1.19</version><scope>test</scope></dependency>2. 使⽤jmh 编写测试⽤例 实际上,测试⽤例与⼯具是没有关系的,主要是⾃⼰要分析清楚需要做哪些⽅⾯的测试,然后⼀个个case给出。
分页功能测试

web中分页功能测试设计翻页功能我们常碰到的一般有以下几个功能:1、首页、上一页、下一页、尾页。
2、总页数,当前页数3、指定跳转页4、指定每页显示条数当然,有一些是少于多少页,全部以数字的形式显示,多于多少页后,才出现下一页的控件。
本文暂且用以上四点来做为通用的用例来设计吧。
对于1翻页链接或按钮的测试,主要要检查的测试点有:1、有无数据时控件的显示情况2、在首页时,首页和上一页是否能点击3、在尾页时,下一页和尾页是否能点击4、在非首页和非尾页时,四个按钮功能是否正确5、翻页后,列表中的记录是否仍按照指定的排序列进行了排序对于2总页数,当前页数,主要要检查的测试点有:1、总页数是否等于总的记录数/指定每页条数2、当前页数是否正确对于3指定跳转页,主要要检查的测试点有:1、是否能正常跳转到指定的页数2、输入的跳转页数非法时的处理对于4指定每页显示条数,主要要检查的测试点有:1、是否有默认的指定每页显示条数2、指定每页的条数后,列表显示的记录数,页数是否正确3、输入的每页条数非法时的处理分析完上面的测试点,应该可以进行用例的设计了。
step 1: 列表无记录expect:1、四个翻页控件变灰不可点击2、列表有相应的无数据信息提示3、不可指定页数4、不可指定跳转页5、总页数显示为06、当前页数显示为0step 2: 列表的记录数<=指定的每页显示条数expect:1、四个翻页控件变灰不可点击2、总页数显示为13、当前页数显示为1step 3: 列表的记录数>指定的每页显示条数expect:1、默认在首页,当前页数为12、列表的数据按照指定的排序列正确排序3、记录数与数据库相符4、总页数=记录数/指定的每页显示条数step 4: 列表的记录数>指定的每页显示条数,在首页expect: 1、首页变灰不可点击2、上一页变灰不可点击3、下一页可点击,从(每页指定条数+1)条记录开始显示,当前页数+14、尾页可点击,显示最后页的记录step 5: 列表的记录数>指定的每页显示条数,在中间的某页expect: 1、首页可点击,显示1到每页指定条数的记录2、上一页可点击,显示上一页的记录3、下一页可点击,从后一页的记录4、尾页可点击,显示最后页的记录5、列表的数据按照指定的排序列正确排序6、当前页数为所在页step 6:列表的记录数>指定的每页显示条数,在尾页expect: 1、首页可点击,显示1到每页指定条数的记录2、上一页可点击,显示上一页的记录3、下一页变灰不可点击4、尾页变灰不可点击5、列表的数据按照指定的排序列正确排序6、当前页数为最后一页的页数step 7:输入每页显示条数为正整数expect: 1、每页显示条数更新成指定的条数2、超过指定的条数的记录分页显示3、总页数更新成列表的记录数/每页显示条数step 8:输入每页显示条数为0expect: 1、提示“每页显示条数必须为大于1的整数”2、提示后每页显示条数恢复为上次生效的条数step 9:输入每页显示条数为负数expect: 1、提示每页显示条数必须为大于1的整数2、提示后每页显示条数恢复为上次生效的条数step 10:输入每页显示条数长度超过数据库指定的长度<<>>expect: 1、提示每页显示条数不能超过<<>>位2、提示后每页显示条数恢复为上次生效的条数step 11:输入每页显示条数为字符串,如中文翻页数expect: 1、提示每页显示条数必须为大于1的整数2、提示后每页显示条数恢复为上次生效的条数step 12:输入每页显示条数为特殊字符,如%expect: 1、提示每页显示条数必须为大于1的整数2、提示后每页显示条数恢复为上次生效的条数step 13:输入每页显示条数为html字符串,如expect: 1、提示每页显示条数必须为大于1的整数2、提示后每页显示条数恢复为上次生效的条数step 14:输入跳转的页数为存在的页数expect: 1、正确跳转到指定的页数step 15:输入跳转的页数不存在或非法值expect: 1、跳转的页数值置为1,显示第一页的数据以上的用例是将总页数,当前页数都揉进了翻页控件的测试用例中了。
MySQL优化教程之超大分页查询

MySQL优化教程之超⼤分页查询⽬录背景LIMIT优化优化⽅式1、使⽤覆盖索引2、⼦查询优化3、延迟关联4、记录上次查询结束的位置总结背景基本上只要是做后台开发,都会接触到分页这个需求或者功能吧。
基本上⼤家都是会⽤MySQL的LIMIT来处理,⽽且我现在负责的项⽬也是这样写的。
但是⼀旦数据量起来了,其实LIMIT的效率会极其的低,这⼀篇⽂章就来讲⼀下LIMIT⼦句优化的。
LIMIT优化很多业务场景都需要⽤到分页这个功能,基本上都是⽤LIMIT来实现。
建表并且插⼊200万条数据:# 新建⼀张t5表CREATE TABLE `t5` (`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(50) NOT NULL,`text` varchar(100) NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`),KEY `ix_name` (`name`),KEY `ix_test` (`text`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;# 创建存储过程插⼊200万数据CREATE PROCEDURE t5_insert_200w()BEGINDECLARE i INT;SET i=1000000;WHILE i<=3000000 DOINSERT INTO t5(`name`,text) VALUES('god-jiang666',concat('text', i));SET i=i+1;END WHILE;END;# 调⽤存储过程插⼊200万数据call t5_insert_200w();在翻页⽐较少的情况下,LIMIT是不会出现任何性能上的问题的。
但是如果⽤户需要查到最后⾯的页数呢?通常情况下,我们要保证所有的页⾯可以正常跳转,因为不会使⽤order by xxx desc这样的倒序SQL来查询后⾯的页数,⽽是采⽤正序顺序来做分页查询:select * from t5 order by text limit 100000, 10;采⽤这种SQL查询分页的话,从200万数据中取出这10⾏数据的代价是⾮常⼤的,需要先排序查出前1000010条记录,然后抛弃前⾯1000000条。
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使用分页方式读取超大文件的性能试验
(注:本文使用FileStream类的Seek()和Read()方法完成文件读取,未使用特别读取方式。
)
我们在编程过程中,经常会和计算机文件读取操作打交道。
随着计算机功能和性能的发展,我们需要操作的文件尺寸也是越来越大。
在.NET Framework中,我们一般使用FileStream来读取、写入文件流。
当文件只有数十kB或者数MB时,一般的文件读取方式如Read()、ReadAll()等应用起来游刃有余,基本不会感觉到太大的延迟。
但当文件越来越大,达到数百MB甚至数GB时,这种延迟将越来越明显,最终达到不能忍受的程度。
通常定义大小在2GB以上的文件为超大文件(当然,这个数值会随着科技的进步,越来越大)。
对于这样规模的文件读取,普通方法已经完全不能胜任。
这就要求我们使用更高效的方法,如内存映射法、分页读取法等。
内存映射(Memory Mapping)
内存映射的方法可以使用下面的Windows API实现。
LPVOID MapViewOfFile(HANDLE hFileMappingObject,
DWORD dwDesiredAccess,
DWORD dwFileOffsetHigh,
DWORD dwFileOffsetLow,
DWORD dwNumberOfBytesToMap);
虽然使用方便,但使用上限制较多,比如规定的分配粒度(W indows下通常为64KB)等。
下面贴出内存映射法实例代码供参考,但本文不做进一步讨论。
内存映射法(使用MapViewOfFile)
分页读取法(Paging)
另外一种高效读取文件的方法就是分页法,也叫分段法(Segmentation),对应的读取单位被称作页(Page)和段(Segment)。
其基本思想是将整体数据分割至较小的粒度再进行处理,以便满足时间、空间和性能方面的要求。
分页法的概念使用相当广泛,如嵌入式系统中的分块处理(Blocks)和网络数据的分包传输(Packages)。
在开始研究分页法前,先来看看在超大文件处理中,最为重要的问题:高速随机访问。
桌面编程中,分页法通常应用于文字处理、阅读等软件,有时也应用在大型图片显示等方面。
这类软件的一个特点就是数据的局部性,无论需要处理的文件有多么大,使用者的注意力(也可以称为视口ViewPort)通常只有非常局部的一点(如几页文档和屏幕大小的图片)。
这就要求了接下来,我们要找到一种能够实现高速的随机访问,而这种访问效果还不能和文件大小有关(否则就失去了高速的意义)。
事实上,以下我们研究的分页法就是利用了「化整为零」的方法,通过只读取和显示用户感兴趣的那部分数据,达到提升操作速度的目的。
参考上图,假设计算机上有某文件F,其内容为「01234567890123456」(引号「」中的内容,不含引号,下同),文件大小为FileLength=17字节,以PageSize=3对F进行分页,总页数
可以看到,最后一页的长度为2(最后一页长度总是小于PageSize)。
当我们要读取「第n页」的数据(即页码=n)时,实际上读取的是页号PageNumber=n-1的内容。
例如n=3时,PageNumber=2,数据为「678」,该页数据偏移量范围从0x06至0x08,长度为3(PageSize)。
为便于讲述,在此约定:以下文字中,均只涉及页号,即PageNumber。
参考图2,设当PageNumber=x时,页x的数据范围为[offsetStart, offsetEnd],那么可以用如下的代码进行计算(C#2.0)。
1 offsetStart = pageNumber * pageSize;
2
3if(offsetStart + pageSize < fileSize)
4 {
5 offsetEnd = offsetStart + pageSize;
6 }
7else
8 {
9 offsetEnd = fileSize - 1;
10 }
我们常用的System.IO.FileStream类有两个重要的方法:Seek()和Read()。
1// 将该流的当前位置设置为给定值。
2public override long Seek (
3long offset,
4 SeekOrigin origin
5 )
6
7// 从流中读取字节块并将该数据写入给定缓冲区中。
8public override int Read (
9 [InAttribute] [OutAttribute] byte[] array,
10int offset,
11int count
12 )
利用这两个方法,我们可以指定每次读取的数据起始位置(offsetStart)和读取长度(offsetEnd - offsetStart),这样就可以读到任意指定的页数据。
我们可以遍历读取所有页,这就相当于普通读取整个文件(实际操作中,一般不会有需求一次读取上GB的文件)。
指定PageNumber,读取页数据
由于每次读取的数据长度(PageSize)远远小于文件长度(FileSize),所以使用分页法能够只读取程序需要的那部分数据,最大化提高程序的运行效率。
下表是笔者在实验环境下对分页法读取文件的运行效率的测试。
CPU:Intel Core i3 380M @ 2.53GHz
内存:DDR3 2048MB x2
硬盘:TOSHIBA MK3265GSX (320 GB) @ 5400 RPM
为尽量保证测试质量,测试前系统进行了重装、硬盘整理等维护操作。
该硬盘性能测试结果如下图所示。
下面是为了测试分页法而制作的超大文件读取器界面截图,图中读取的是本次试验的用例之一Windows8消费者预览版光盘镜像(大小:3.40GB)。
本次测试选择了「大、中、小」3种规格的测试文件作为测试用例,分别为:
通过进行多次读取,采集到如下表A所示的文件读取数据结果。
表中项目「分页(单页)」表示使用分页读取法,但设置页面大小为文件大小(即只有1页)进行读取。
同样的,为了解分页读取的性能变化情况,使用普通读取方法(一次读取)采集到另一份数据结果,如下表B所示。
对用例#1,该用例大小仅11MB,使用常规(单次)读取方法,仅用不到20ms即将全部内容读取完毕。
而当采用分页法,随着分页大小越来越小,文件被划分为更多的页面,尽管随机访问文件内容使得文件操作更加方便,但在读取整个文件的时候,分页却带来了更多的消耗。
例如当分页大小为1KB时,文件被分割为11,611个页面。
读取整个文件时,需要重复调用11,611次FileStream.Read()方法,增加了很多消耗,如下图所示。
(图中数据仅为全文读取操作对比)
从图中可以看到,当分页尺寸过分的小(1KB)时,这种过度追求微粒化反而导致了操作性能下降。
可以看到,即实现了微粒化,能够进行随机访问,同时仍保有一定量的操作性能,分页大小
为64KB和1MB是不错的选择。
实际上,上文介绍的MapViewOfFile函数的推荐分页大小正是64KB。
对用例#2,该用例大小为695.29MB,达到较大的尺寸,因此对读取缓存(cache)需求较高,同时也对合适的分页尺寸提出了要求。
可以看到,和用例#1不同,当文件尺寸从11.34MB增加到近700MB时,分页尺寸随之相应的扩大,是提高操作性能的好方法(下图中1MB分页)。
对用例#3,该用例达到3.4GB大小,符合我们对超大文件的定义。
通过前述2个用例的分析,可以推测,为获得最佳性能,分页大小需继续提高(比如从1MB提高到4MB)。
由于本次试验时间仓促,考虑不周,未使用「边读取、边丢弃」的测试算法,导致分页读取用例#3的数据时,数据不断在内存中积累,最终引发System.OutOfMemoryException异常,使得分页读取完整文件这项测试不能正常完成。
这一问题,需在下次的试验当中加以解决和避免。
引发System.OutOfMemoryException
尽管如此,通过试验,仍然可以清楚的看到,在常规文件(GB以下级别)操作中,分页法具有高度灵活性,但额外开销大,全文读取速度慢的问题。
当操作超大文件(GB以上级别)时,分页法的优势开始显现。
极高的数据读取灵活性带来的是和文件大小无关的随机页面访问速度(仅和分页大小有关)。
在这个级别上,文件大小往往远远超过常规方法所能读取的最大值
(0x7FFFFFFF),因此只有使用分页法,积少成多,才能完成读取完整文件的工作。
分页法使用简单,思路清晰,具有很高的灵活性和与文件长度无关的随机读取能力,最大支持文件大小理论上能够达到8,388,608 TB(Int64)。
但同时它也具有额外开销大的特点,因此不适合小文件的操作。
通过扩展该方法,我们可以几乎在所有需要大量、重复、大范围算法处理的程序中加以应用分页法的「化整为零」思想,以减少计算粒度,实现计算的可持续进行。
分页法,以及上文提到的内存映射法,其实均早已出现多年,更是广泛应用于各个行业。
笔者之所以仍旧撰写此文,一则锻炼自己的编程能力、语言归纳能力、文字写作能力,二则加深对方法的理解,通过试验得出的现象来深入方法的本质。
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