JDOM与XML详解

JDOM让XML在Java中比以前任何时候都容易使用

以前，可能使用一部分Java的一部分库类来操作XML数据结构。那么，JDOM(Java Document Object Model)的要点又是什么，为什么开发人员需要它？
对Java-optimized XML数据操作的JDOM是开放源代码。虽然它很像World Wide Web联盟(W3C)的DOM，但是它是一个可供选择的对象模型，这个模型不是建立在DOM或者基于DOM的模型之上的。主要的不同是DOM作为language-neutral建立并且用于HTML页面的JavaScript操作，JDOM作为Java-specific建立，因此具有了Java 本身的优点，包括method overloading，collections，reflection，and familiar。对于Java编程人员来说，JDOM 倾向于探索更多的本身的能力和好处。这个很象Java-optimized RMI (remote method invocation) 库探索更多本身的能力，而不是象language-neutral CORBA (Common Object Request Broker Architecture)那样。

在jdom.org上的开放代码Apache-style (commercial-friendly)版本中，可以找到JDOM。它是协作设计、开发的产物，它拥有多达3,000多个志愿人员。这个库同时也被Sun's Java Community Process (JCP)作为Java Specification Request (JSR-102)接受，同时正在一步一步的成为一个正式的Java规范。

下面一系列的文章将针对JDOM提供技术说明。文章提供了关于重要类的信息。下篇文章将给一些关于怎样在的Java程序里面使用JDOM的内容。
 
JDOM 包结构

JDOM 库由六个包组成。第一个org.jdom 包支持包括了一个XML文档，同时包括：Attribute，CDATA，Comment，DocType，Document，Element，EntityRef，Namespace，ProcessingInstruction，以及Text。如果对XML很熟悉，类名将帮助理解类的含义。
下来的org.jdom.input包，它支持类用于建立XML文档。最主要也是重要的类是SAXBuilder。SAXBuilder 通过监听输入简单的针对XML (SAX) 事件的API建立文档。当想从一个文件或者其它流来建立文档的时候，可以使用SAXBuilder。它使用SAX 分析器来读取流，然后依据SAX分析器的返回来建立文档。这个设计的一个好的方面是分析器的工作越快，，SAXBuilder的工作也就越快。另外一个主要的输入类是DOMBuilder。DOMBuilder从DOM树建立。这个类很容易从先前的DOM树中获得，而要一个JDOM版本代替。。
对于设计人员是没有限制的。例如：现在Xerces要在比SAX低水平时操作Xerces Native Interface (XNI)，它可以作出判断去做一个XNIBuilder来支持一些分析器的规则，不被SAX暴露。ResultSetBuilder是一种受欢迎的人，他们投稿给JDOM工程。这样让JDBC的更加坚固，并且建立了SQL的XML文档表达模式，包括了许多关于那些是组成部分那些是属性的配置。
org.jdom.outpu包支持类输出XML文档。最重要的类是XMLOutputter。它为了将文档输出到文件，流，以及sockets将其转化为字节流。类XMLOutputter又很多奇特的配置选项来支持原始输出，恰当的输出，或者压缩输出以及其它方式。它是一个相当复杂的类。这也许就是为什么这个不在DOM Level 2存在的原因。
另外的输出包括了类SAXOupputter，它根据文档内容产生了SAX事件。虽然表面上看很神秘，但是这个类在XSLT转换中是非常有用的，因为SAX事件比字节更有效传输文档数据。这里同样有类DOMOutputter，它建立了DOM树文档表示。一个有趣的设计是 JTreeOutputter，它只有很少的一些代码，它建立了Jtree来文档表示。用ResultSetBuilder联合，使用简单的代码，就可以完成SQL查询和队列遍历。
注意，不象DOM，开发人员不会将文档打包。这就产生了一个模式，可以使用类保存数据，许多的类构造了数据，并且许多其它的类放弃了数据。
org.jdom.transform 和 org.jdom.xpath 包的类支持建立XSLT转化和Xpath查找。
最后是org.jdom.adapters包中类支持在DOM内部进行交流。库用户不需要访问这个库的类。每个DOM执行过程都对每步任务有不同的方法名，所以适配器将标准调用转换为parser-specific调用。Java API for XML Processing (JAXP)对于这个问题给出其它的一些解决方法，实际上是对于类的需要，但是一些类仍然保留，因为不是所有的分析器都支持JAXP，或者JAXP不是任何地方都安装了，并且版本正确。

建立一个文档
文档由org.jdom.Documentclass来辅助建立。可以象下面这样建立一个文档：

// This builds: <root/>
Document doc = new Document(new Element("root"));

或者可以由一个文件，流，系统ID，或者URL建立文档：

// This builds a document of whatever's in the given resource
SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
Document doc = builder.build(url);

在JDOM中将一些调用组合在一起，可以很容易的建立一个简单的文档：

// This builds: <root>This is the root</root>
Document doc = new Document();
Element e = new Element("root");
e.setText("This is the root");
doc.addContent(e);

如果是个有经验的用户，或许可以使用"method chaining,"，在有多个方法的时候依次被调用。因为固定的方法返回产生的对象。如下：

Document doc = new Document(
  new Element("root").setText("This is the root"));

作为比较，这里给出如何使用JAXP/DOM建立同样的文档：

// JAXP/DOM
DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();
Document doc = builder.newDocument();
Element root = doc.createElement("root");
Text text = doc.createText("This is the root");
root.appendChild(text);
doc.appendChild(root);

用SAXBuilder建立

早期，SAXBuilder建立了一个可以从任何byte-oriented资源建立文档的机制。默认的SAXBuilder()在后台使用JAXP选择SAX剖析器。如果要改变剖析器，可以设置javax.xml.parsers.SAXParserFactory系统特性指向SAXParser Factory，由的剖析器保证运行。对于Oracle9i Release 2 XML剖析器，可以这样使用：

java -Djavax.xml.parsers.SAXParserFactory=
oracle.xml.jaxp.JXSAXParserFactory YourApp

对于Xerces 剖析器，可以这样来代替：

java -Djavax.xml.parsers.SAXParserFactory=org.apache.xerces.jaxp
.SAXParserFactoryImpl YourApp

如果没有安装JAXP，SAXBuilder默认为Apache Xerces。一旦建立一个 SAXBuilder 实例，就可以设置一些道具，包括：

setValidation(boolean validate)

这个方法在建立中告诉剖析器针对Document Type Definition (DTD) 是否有效。默认是关闭的。使用DTD 是关于文档的 DocType的一个参考。针对其它DTD是不可能有效的，因为没有剖析器支持这个能力。

setIgnoringElementContentWhitespace(boolean ignoring)

这个方法告诉剖析器是否忽视调用whitespace的元素目录。每个XML 1.0 说明，在元素目录中的whitespace 必须剖析器保存，但是针对一个DTD确认需要确认剖析器知道某些文档的部分没有被声明支持whitespace，则任何在那个区域的whitespace都是"ignorable." 这个默认是关闭的。这个对于部分存储并不是最好的，除非要"round trip"一个文档，并且将输入作为输出。注意，这个标记只有确认打开时是激活的，而且确认使得执行速度减慢，所以最好在确认已经使用的情况下再使用。

setFeature(String name，String value)

这个方法再SAX剖析器的后台做一些设置。这是个无处理的传递调用，所以要非常小心的使用，因为设置错误（例如tweaking namespaces）将会毁坏JDOM。此外，依靠任何parser-specific都有一定的便捷性。这个调用对于计划确认的授权很有用。

setProperty(String name，Object value)

这个方法再SAX剖析器的后台做一些设置。这同样是个无处理的传递调用，对于高级用户同时拥有了高危险性和很高的适用性，特别针对于计划确认。将方法组合，下面的代码在确认打开同时忽视ignorable whitespace的情况下，使用JAXP-selected剖析器读取当地文件。

SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
builder.setValidation(true);
builder.setIgnoringElementContentWhitespace(true);
Document doc = builder.build(new File("/tmp/foo.xml"));

通过XMLOutputter建立文档

一个文档可以以多种格式输出，但是最常用的是字节流。在JDOM中，XMLOutputter类提供了这种特性。默认的构造器试图无错误的输出在内存中存储的文档。下面的代码提供了针对文件原始的表示。

// Raw output
XMLOutputter outp = new XMLOutputter();
outp.output(doc，fileStream);

如果担心whitespace，可以清除空白：

// Compressed output
outp.setTextTrim(true);
outp.output(doc，socketStream);

如果要打印出人们习惯的样式，可以添加缩进的空白并且换到新行：

outp.setTextTrim(true);
outp.setIndent("  ");
outp.setNewlines(true);
outp.output(doc，System.out);

当打印一个已经格式化空白的文档，需要确认是可以清理的。否则，必须格式化，这可能很难看。

操作元素树

JDOM让操作元素树很容易。得到根部元素：

Element root = doc.getRootElement();
To get a list of all its child elements:
List allChildren = root.getChildren();

通过名字得到指定元素：

List namedChildren = root.getChildren("name");

根据给定名得到第一个元素：

Element child = root.getChild("name");

getChildren()调用返回的List是一个java.util.List，一个所有Java程序员都知道的List接口操作。列表的活动性很有趣。任何List的改变将会在后台的文档中显示出来。

// Remove the fourth child
allChildren.remove(3);
// Remove children named "jack"
allChildren.removeAll(root.getChildren("jack"));
// Add a new child，at the tail or at the head
allChildren.add(new Element("jane"));
allChildren.add(0，new Element("jill"));

使用List意味着不需要添加众多的方法就可以进行多个元素的操作。为了方便，无论是在最后添加元素还是删除已命名的元素，元素本身都拥有了相应的方法，则不需要在操作之前获得List：

root.removeChildren("jill");
root.addContent(new Element("jenny"));

JDOM的一个优点是它可以很容易在文档内部或者在文档之间移动元素。代码都是一样的：
 
Element movable = new Element("movable");
parent1.addContent(movable);    // place
parent1.removeContent(movable); // remove
parent2.addContent(movable);    // add

使用DOM，移动元素是不容易的，因为在DOM中，元素是和建立工具绑定的。因而，DOM元素在文档之间移动必须是有关系的"imported"。
关于JDOM有一件必须注意的就是移动元素之前先要添加，所以你不能建立一个循环树。有个detach()方法可以分离/添加一条线：

parent3.addContent(movable.detach());

如果在添加一个元素到另外一个父接点之前忘记了分离它，库将会抛出一个异常。库也会检查元素的名字和内容，确认它们不包括不适当的字符，就像空白。它同样还有其它的规则，例如只有一个根元素，相容的名字空间声明，注释和CDATA部分里面没有被禁止的字符序列，等等。这种特性使得在进程中尽可能早的去检查"well-formedness"错误变成可能。

操作元素属性
元素属性：

<table width="100%" border="0"> ..。</table>

对于元素，可以用命名属性值任何名字：

String val = table.getAttributeValue("width");

对于执行特殊的操作，例如类型变化，也可以作为对象得到属性：
 
Attribute border = table.getAttribute("border");
int size = border.getIntValue();

使用setAttribute()设置或者改变属性:

table.setAttribute("vspace"，"0");

使用removeAttribute()删除一个属性:
 
table.removeAttribute("vspace");

关于文本内容的处理

元素文本内容就像：

<description>
  A cool demo
</description>

在JDOM中，文本直接可以被调用使用：

String desc = description.getText();

只要注意，因为XML 1.0规范需要空白被保存，返回"\n A cool demo\n"。当然，作为实际编程人员经常的不想面对空白的格式，所以当忽视了周围的空白的时有了简单的方法：

String betterDesc = description.getTextTrim();

如果需要空白在图片外，需要getTextNormalize() 方法规格化空白。对于文本内容是很便利的：

<description>
  Sometimes you have text content with formatting
  space within the string.
</description>

通过 setText()方法改变文本内容：

description.setText("A new description");

文本里面的任何特殊字符都被相应的字符解释，并且空格在输出中有了恰当的意义。例如：

element.setText("<xml/> content");

内部存储以字符保存文字串。tore will keep that literal string as characters。不需要盲目的对内容分解。在输出时：

<xml/> content<elt>

这些行为保持了早期setText()调用的语义。如果需要XML在一个元素内被支持，必须添加适当的JDOM子元素对象。
JDOM同样可以处理 CDATA 部分。一个CDATA部分需要的一个text文本不需要被分析。它包括了简单一些HTML和XML内容，不含有< and >以及空格。建立一个CDATA 部分，只要用CDATA对象包裹字符串：

element.addContent(new CDATA("<xml/> content"));

混和内容的行为

一些元素包括了很多的内容，例如whitespace，comments，text，child elements，等等：

<table>

  <!-- Some comment -->
  Some text
  <tr>Some child element</tr>
</table>

当一个元素包括了文本和子元素，被称为混和内容。处理混和内容本来是很困难的，但是通过JDOM变得简单。标准的应用－找回文本内容和遍历元素－很简单：

String text = table.getTextTrim();  // "Some text"
Element tr = table.getChild("tr");  // A straight reference

对于大多数高级用户，都需要注释，空白，处理说明和实体参考，未处理的混和文本作为List是可行的：

List mixedCo = table.getContent();
Iterator itr = mixedCo.iterator();
while (itr.hasNext()) {
  Object o = i.next();
  if (o instanceof Comment) {
    ...
  }
  // Types include Comment，Element，CDATA，DocType,
  // ProcessingInstruction，EntityRef，and Text
}

作为子元素列表，改变原始列表影响了后台文档：

// Remove the Comment。 It's "1" because "0" is a whitespace block.
mixedCo.remove(1);

更多关于DocType，ProcessingInstruction，和EntityRef classes的细节可以在jdom.org上的API文档中找到。

 

ORACLE XML 工具

XML Developer Kit (XDK)是免费的XML工具库，它是有Oracle提供给开发人员的。它包括了XML剖析器和一个XSLT翻译引擎，能和JDOM使用。在OracleXML主页上，你可以找到更多的信息关于这些工具，oracle.com/xml。
下载剖析器，寻找名为"XDK for Java."的XML Developer Kit。在左边的专栏点击"Software"来找到下载连接。一旦你打开分类，文件xalparserv2.jar就包括了剖析器。
使用剖析器的默认来配置JDOM和其它软件，你需要设置JAXP javax.xml.parsers.SAXParserFactory 系统为oracle.xml.jax.JXSAXParserFactory。这将告诉JAXP选择了Oracle剖析器。简单的方法是在命令行输入：

[CODE]java -Djavax.xml.parsers.SAXParserFactory=
oracle.xml.jaxp.JXSAXParserFactory

同样可以设定：

System.setProperty("jaxax.xml.parsers.SAXParserFactory","oracle.xml.jaxp.JXSAXParserFactory");

除了XDK之外，Oracle提供了原先的XML Oracle9i Database Release 2仓库。Oracle9i XML Database (XDB) 是应用很多，本身的XML存储。它充分的吸收了W3C XML 在Oracle9i Database中的数据模式并且为XML遍历和查询提供了新的标准接入方法。关于XDB，得到了数据库相关的优点以及XML技术的优点。

用命名空间进行工作
JDOM为XML命名空间提供了丰富的，本地支持。在命名空间发布之后JDOM才被发布。在JDOM中，命名空间是通过Namespace类来描述的：
Namespace xhtml = Namespace.getNamespace(
  "xhtml", "http://www.w3.org/1999/xhtml";);

通过构造，一个对象被赋予了一个名字并且能随意的给一个命名空间：
elt.addContent(new Element("table", xhtml));

如果没有给出的命名空间，被构造的元素将没有命名空间。一个元素的命名空间是它类型的本质的一部分，所以JDOM确保元素移动到文档的其它位置命名空间将不能被更改。如果一个元素没有命名空间并且移动到一个有命名空间的元素之下，它不继承命名空间。有时这将造成混淆，直到你学习了将textual描述从语义结构中分离。
XMLOutputter类挑选出命名空间，并且保证所有的”xmlns”声明在适当的位置。默认的，类的声明位置是必需的。如果你希望他们被进一步声明为树的形式，有可以用element.addNamespaceDecalaration()方法去提供一个指引。
所有JDOM元素和属性存取方法支持一个可选择的命名空间参数，这个参数指明了查看的是哪个命名空间。下面的例子指向了命名空间”xhtml”：
List kids = html.getChildren("title", xhtml);
Element kid = html.getChild("title", xhtml);
Attribute attr = kid.getAttribute("id", xhtml);

当调用存取方法的时候，仅仅和统一资源定位符（URLs）有关。这是因为XML Namespaces的工作方式。
如果没有为存取方法提供命名空间实例，那么将在没有命名空间的前提下搜索元素。JDOM用非常表面的描述方式去进行描述。没有命名空间意味着没有命名空间，没有上级命名空间或者可能产生新的bug。
关于ResultSetBuilder
ResultSetBuilder是对 JDOM的一个扩展，为了那些需要用XML文档去处理SQL结果集的那些人准备的。可以在org.jdom.conrib.input包里找到它。
ResultSetBuilder构造器接受一个java.sql.ResultSet作为输入参数，并且从它的build()方法返回一个org.jdom.Document。
Statement stmt = connection.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("select id, name from registry");
ResultSetBuilder builder = new ResultSetBuilder(rs);
Document doc = builder.build();

如果你不提供指定的配置信息，上面的代码构造的文档类似如下：
<result>
  <entry>
    <id>1</id>
    <name>Alice</name>
  </entry>
  <entry>
    <id>2</id>
    <name>Bob</name>
  </entry>
</result>

ResultSetBuilder类用查询的ResultSetMetaData类去决定列名，并且他们作为元素的名字。默认的，根元素有一个叫”result”的名字，并且每行有一个叫”entry”的名字。这些名字能够通过setRootName(String name)方法和setRowName(String name)方法进行更改。你也可以用setNamespace(Namespaces)方法为文档标识命名空间。
如果你希望要ResultSet列描述作为一个XML属性而不是一个元素，你可以调用setAsAttribute(String columnName)方法或者setAsAttribute(String columnName, String attributeName)方法—后面的方法改变属性的名字。你也可以用setAsElement(String columnName, String elemName)方法重命名。所有的这些方法都接受名字的索引。下面的代码片段用这些方法产生一个文档：
ResultSetBuilder builder = new ResultSetBuilder(rs);
builder.setAsAttribute("id");
builder.setAsElement("name", "fname");
Document doc = builder.build();

<result>
  <entry id="1">
    <fname>Alice</fname>

  </entry>
  <entry id="2">
    <fname>Bob</fname>
  </entry>
</result>

ResultSetBuilder类没有提供任何机制在数据库中存储XML文档。为了实现这个任务，你可以用一个本地XML书库，例如Oracle9i设置XML DB的性能。
内置XSLT
现在我们忽略核心库的基础东西，看一些高性能的处理，例如XSLT。
XSLT提供了将XML文档从一种格式转换为另一种格式的标准方法。用一个XML文件去处理变化，通常用已经存在的XML作为一个XHTML Web页面，或者将XML文档从一种模式转化为另一种模式。JDOM内置支持在内存中XSLT转化方式，用JAXP标准接口实现XSLT引擎。关键类是JDOMSource和JDOMResult，两种类都在org.jdo.transform包中。JDOMSource提供了一个JDOM文档作为转换的输入，JDOMResult捕获一个结果作为JDOM文档。Listing 1演示了一个基于内存转换的完整程序：
Code Listing 1: XSL Transform
import org.jdom.*;
import org.jdom.input.*;
import org.jdom.output.*;

import org.jdom.transform.*;
import javax.xml.transform.*;
import javax.xml.transform.stream.*;

public class XSLTransform {

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // Build the base document, just assume we get 2 params
    String docname = args[0];
    String sheetname = args[1];
    SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
    Document doc = builder.build(docname);

    // Use JAXP to get a transformer
    Transformer transformer = TransformerFactory.newInstance()
      .newTransformer(new StreamSource(sheetname));

    // Run the transformation
    JDOMSource source = new JDOMSource(doc);
    JDOMResult result = new JDOMResult();
    transformer.transform(source, result);

    Document doc2 = result.getDocument();

    // Display the results
    XMLOutputter outp = new XMLOutputter();
    outp.setTextNormalize(true);
    outp.setIndent("  ");
    outp.setNewlines(true);
    outp.output(doc2, System.out);
  }

}

你能够混合和匹配多种源和结果的实现。例如，如果你知道你仅仅打算输出一个文档并且不需要基于内存转换的JDOM描述，你可以用一个import javax.xml.transform.stram.StreamResult来替代它：
JDOMSource source = new JDOMSource(doc);
StreamResult result = new StreamResult(System.out);
transformer.transform(source, result);

XPath Included
XPath提供一个利用字符串搜索路径去查阅XML文档的机制。用XPath，你可以避免遍历文档，通过简单路径表达式仅仅解析你想要的信息。例如，让我们看下面的XHTML文档：
<table border="1">
  <tr>
    <th> </th>
    <th>Open</th>
    <th>Close</th>
  </tr>
  <tr>
    <td>Sunday</td>
    <td>11am</td>
    <td>4pm</td>
  </tr>
  <tr>
    <td>Monday</td>
    <td>9am</td>
    <td>5pm</td>

  </tr>
</table>

在Beta8版本以后，JDOM提供了对XPath的内置支持，用org.jdom.xpath.XPath来完成。为了用XPath，你首先得利用XPath.newInstance()来构造一个XPath实例。
XPath xpath = XPath.newInstance("/some/xpath");

然后调用selectNodes()去获得基于给定上下文答案的一个列表。例如，这个上下文可以是一个文档或者是文档中的一个元素。
List results = xpath.selectNodes(doc);

有其他的方法去获得单个节点，数字值，字符串值等等。默认的XPath实现用Jaxen，可以参考http://jaxen.org。
Listing2代码用XPath从web.xml文件中找出servlet部署描述的信息。给一个web.xml文件，Listing 3显示了一个web.xml文件：
Code Listing 2: XPath Pulls Information
import java.io.*;
import java.util.*;
import org.jdom.*;

import org.jdom.input.*;
import org.jdom.output.*;
import org.jdom.xpath.*;

public class XPathReader {
  public static void main(String[] args) throws IOException, JDOMException {
    if (args.length != 1) {
      System.err.println("Usage: samples.XPathReader [web.xml]");
      return;
    }
    String filename = args[0];
    PrintStream out = System.out;
    SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
    Document doc = builder.build(new File(filename));
    // Print servlet information
    XPath servletPath = XPath.newInstance("//servlet");
    List servlets = servletPath.selectNodes(doc);
    out.println("This WAR has "+ servlets.size() +" registered servlets:");
    Iterator i = servlets.iterator();
    while (i.hasNext()) {
      Element servlet = (Element) i.next();
      out.print("\t" + servlet.getChild("servlet-name")
                              .getTextTrim() +
                " for " + servlet.getChild("servlet-class")
                                 .getTextTrim());
      List initParams = servlet.getChildren("init-param");
      out.println(" (it has " + initParams.size() + " init params)");
    }
    // Print security role information
    // Notice how we're directly fetching Text content
    XPath rolePath = XPath.newInstance("//security-role/role-name/text()");
    List roleNames = rolePath.selectNodes(doc);
    if (roleNames.size() == 0) {
      out.println("This WAR contains no roles");
    }
    else {
      out.println("This WAR contains " + roleNames.size() + " roles:");
      i = roleNames.iterator();
      while (i.hasNext()) {
        out.println("\t" + ((Text)i.next()).getTextTrim());
      }
    }
  }
}

Code Listing 3: Example web.xml File (for use with XPath process in Listing 2)
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>

<web-app>
    <servlet>
        <servlet-name>
            snoop
        </servlet-name>
        <servlet-class>
            SnoopServlet
        </servlet-class>
    </servlet>
    <servlet>
        <servlet-name>
            file
        </servlet-name>
        <servlet-class>
            ViewFile
        </servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>
                initial
            </param-name>
            <param-value>
                1000
            </param-value>
            <description>
                The initial value for the counter  <!-- optional -->
            </description>
        </init-param>
    </servlet>
    <distributed/>
    <security-role>
      <role-name>
         manager
      </role-name>
      <role-name>
         director
      </role-name>
      <role-name>
         president
      </role-name>
    </security-role>
</web-app>

程序输出如下：
This WAR has 2 registered servlets:
        snoop for SnoopServlet (it has 0 init params)
        file for ViewFile (it has 1 init params)
This WAR contains 3 roles:
        manager
        director
        president

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