一、引言：程序也會(huì) “鬧脾氣”

家人們，咱就是說(shuō)，有沒(méi)有這樣的經(jīng)歷：滿心歡喜打開(kāi)一個(gè)桌面應(yīng)用程序，準(zhǔn)備大干一場(chǎng)，結(jié)果操作沒(méi)幾下，突然彈出一個(gè) “程序已停止工作” 的窗口 ，瞬間讓人心態(tài)崩了！這其實(shí)就是程序在運(yùn)行過(guò)程中遇到了未處理的異常，直接 “撂挑子” 不干啦。

對(duì)于咱們開(kāi)發(fā) Winform 程序的小伙伴來(lái)說(shuō)，這種情況更是不能容忍。一個(gè)小小的異常，可能就會(huì)讓用戶對(duì)我們的軟件失去信心。所以，今天就來(lái)和大家好好嘮嘮 Winform 程序中的全局異常捕獲處理，讓程序變得更 “堅(jiān)強(qiáng)”，不再輕易 “鬧脾氣”！

二、認(rèn)識(shí)異常：程序中的 “小怪獸”

（一）什么是異常

在程序的世界里，異常就像是突然冒出來(lái)的 “小怪獸” ，阻擋程序順利運(yùn)行。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，異常就是程序在執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤情況。當(dāng)程序遇到一些不符合預(yù)期的條件，比如找不到文件、無(wú)法進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，或者內(nèi)存不足時(shí)，就會(huì)拋出異常。這些異常如果不加以處理，就會(huì)導(dǎo)致程序的運(yùn)行中斷，就像汽車在行駛過(guò)程中突然爆胎，不得不停下來(lái)一樣。

（二）異常的類型和危害

在 Winform 開(kāi)發(fā)中，常見(jiàn)的異常類型有很多。比如，空引用異常（NullReferenceException），這是最常見(jiàn)的異常之一。當(dāng)你試圖訪問(wèn)一個(gè)值為 null 的對(duì)象的屬性或方法時(shí)，就會(huì)拋出這個(gè)異常。想象一下，你手里拿著一個(gè)空盒子，卻想從里面拿出東西，肯定是拿不到的，程序就會(huì)拋出異常來(lái)提醒你。又比如類型轉(zhuǎn)換異常（InvalidCastException），當(dāng)你嘗試將一個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)換為不兼容的類型時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。就好比你把蘋(píng)果當(dāng)成橙子，強(qiáng)行要把蘋(píng)果榨成橙汁，這顯然是不行的 。

這些異常如果不處理，危害可不小。最直接的就是導(dǎo)致程序崩潰，用戶正在使用軟件，突然程序就關(guān)閉了，這體驗(yàn)感簡(jiǎn)直太差了。還可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，比如用戶正在輸入重要信息，結(jié)果因?yàn)楫惓３绦虮罎ⅲ拜斎氲臄?shù)據(jù)沒(méi)保存下來(lái)，用戶肯定會(huì)很生氣。所以，為了讓程序穩(wěn)定運(yùn)行，給用戶提供良好的體驗(yàn)，我們必須要處理這些異常。

三、全局異常捕獲：給程序穿上 “防護(hù)服”

（一）什么是全局異常捕獲

在 Winform 程序中，全局異常捕獲就像是給程序安裝了一個(gè) “超級(jí)護(hù)盾” ，它可以捕獲整個(gè)應(yīng)用程序中未處理的異常。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是不管程序的哪個(gè)部分出現(xiàn)了異常，只要沒(méi)有被局部的 try - catch 塊捕獲，全局異常捕獲機(jī)制就會(huì)發(fā)揮作用，把這些 “漏網(wǎng)之魚(yú)” 異常給抓住。

（二）為什么要使用全局異常捕獲

1. 提高程序穩(wěn)定性
   ：當(dāng)程序遇到異常時(shí)，如果沒(méi)有全局異常捕獲，很可能就會(huì)直接崩潰。而有了全局異常捕獲，就可以避免程序因?yàn)橐恍┮馔獾漠惓６蝗唤K止，讓程序更加穩(wěn)定地運(yùn)行。就好比給房子加固了地基，房子就不容易因?yàn)橐稽c(diǎn)小震動(dòng)而倒塌。

1. 增強(qiáng)用戶體驗(yàn)
   ：想象一下，用戶在使用我們開(kāi)發(fā)的 Winform 程序時(shí)，如果頻繁遇到程序崩潰的情況，肯定會(huì)對(duì)這個(gè)程序失去信心。通過(guò)全局異常捕獲，我們可以在程序出現(xiàn)異常時(shí)，給用戶一個(gè)友好的提示，比如 “很抱歉，程序出現(xiàn)了一點(diǎn)小問(wèn)題，請(qǐng)稍后再試” ，而不是讓用戶看到一個(gè)莫名其妙的錯(cuò)誤窗口，這樣可以大大提升用戶體驗(yàn)。

1. 方便錯(cuò)誤排查
   ：全局異常捕獲不僅可以捕獲異常，還可以記錄異常的詳細(xì)信息，比如異常發(fā)生的時(shí)間、異常類型、異常信息以及堆棧調(diào)用等。這些信息對(duì)于我們開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，就像是破案的線索，可以幫助我們快速定位和解決問(wèn)題。當(dāng)程序出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，我們可以根據(jù)這些記錄的異常信息，迅速找到問(wèn)題所在，提高開(kāi)發(fā)效率。

四、實(shí)戰(zhàn)演練：打造異常捕獲 “神器”

（一）前期準(zhǔn)備

在開(kāi)始實(shí)戰(zhàn)之前，先確保我們的開(kāi)發(fā)環(huán)境已準(zhǔn)備就緒。這里我使用的是 Visual Studio 2022 ，它功能強(qiáng)大，能為我們的開(kāi)發(fā)工作提供很多便利。.NET Framework 版本為 4.8，這個(gè)版本兼容性較好，能滿足大多數(shù) Winform 項(xiàng)目的需求。如果你還沒(méi)有安裝這些工具，可以前往微軟官方網(wǎng)站進(jìn)行下載安裝。

（二）關(guān)鍵代碼實(shí)現(xiàn)

1. UI 線程異常捕獲

在 Winform 中，UI 線程負(fù)責(zé)處理用戶界面的交互和更新。為了捕獲 UI 線程中的異常，我們可以使用 Application.ThreadException 事件。下面是一段示例代碼：

// 設(shè)置應(yīng)用程序處理異常方式：ThreadException處理
Application.SetUnhandledExceptionMode(UnhandledExceptionMode.CatchException);
// 處理UI線程異常
Application.ThreadException += new System.Threading.ThreadExceptionEventHandler(Application_ThreadException);

在這段代碼中，Application.SetUnhandledExceptionMode(UnhandledExceptionMode.CatchException) 這行代碼設(shè)置了應(yīng)用程序處理未處理異常的模式，這里設(shè)置為捕獲異常。Application.ThreadException += new System.Threading.ThreadExceptionEventHandler(Application_ThreadException) 則是為Application.ThreadException事件添加了一個(gè)處理程序，當(dāng) UI 線程中出現(xiàn)未處理的異常時(shí)，就會(huì)調(diào)用Application_ThreadException方法。

下面是Application_ThreadException方法的具體實(shí)現(xiàn)：

static void Application_ThreadException(object sender, System.Threading.ThreadExceptionEventArgs e)
{
string str = "";
string strDateInfo = "出現(xiàn)應(yīng)用程序未處理的異常：" + DateTime.Now.ToString() + "\r\n";
Exception error = e.Exception as Exception;
if (error!= null)
{
str = string.Format(strDateInfo + "異常類型：{0}\r\n異常消息：{1}\r\n異常信息：{2}\r\n",
error.GetType().Name, error.Message, error.StackTrace);
}
else
{
str = string.Format("應(yīng)用程序線程錯(cuò)誤:{0}", e);
}
// 寫(xiě)日志
WriteLog.WriteErrLog(str);
MessageBox.Show("發(fā)生致命錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系作者！", "系統(tǒng)錯(cuò)誤", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
}

在這個(gè)方法中，首先獲取當(dāng)前時(shí)間，構(gòu)建異常信息的開(kāi)頭部分。然后通過(guò)e.Exception獲取異常對(duì)象，進(jìn)一步獲取異常類型、消息和堆棧跟蹤信息，并將這些信息格式化為一個(gè)字符串。接著調(diào)用WriteLog.WriteErrLog(str)方法將異常信息寫(xiě)入日志文件，方便后續(xù)排查問(wèn)題。最后使用MessageBox.Show方法彈出一個(gè)提示框，告知用戶程序出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

1. 非 UI 線程異常捕獲

對(duì)于非 UI 線程中的異常，我們可以使用 AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException 事件來(lái)捕獲。代碼如下：

// 處理非UI線程異常
AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException += new UnhandledExceptionEventHandler(CurrentDomain_UnhandledException);

同樣，這里為AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException事件添加了一個(gè)處理程序CurrentDomain_UnhandledException。下面是該方法的實(shí)現(xiàn)：

static void CurrentDomain_UnhandledException(object sender, UnhandledExceptionEventArgs e)
{
string str = "";
Exception error = e.ExceptionObject as Exception;
string strDateInfo = "出現(xiàn)應(yīng)用程序未處理的異常：" + DateTime.Now.ToString() + "\r\n";
if (error!= null)
{
str = string.Format(strDateInfo + "Application UnhandledException:{0};\\n\\r堆棧信息:{1}", error.Message, error.StackTrace);
}
else
{
str = string.Format("Application UnhandledError:{0}", e);
}
// 寫(xiě)日志
WriteLog.WriteErrLog(str);
MessageBox.Show("發(fā)生致命錯(cuò)誤，請(qǐng)停止當(dāng)前操作并及時(shí)聯(lián)系作者！", "系統(tǒng)錯(cuò)誤", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
}

這個(gè)方法和 UI 線程異常捕獲的方法類似，也是獲取異常信息，記錄日志并彈出提示框。不同的是，這里通過(guò)e.ExceptionObject獲取異常對(duì)象，因?yàn)榉?UI 線程的異常處理方式和 UI 線程略有不同。

1. 異常信息處理

在捕獲到異常后，對(duì)異常信息進(jìn)行整理是很重要的一步。我們可以獲取異常的類型、消息、堆棧跟蹤等信息。例如，在前面的代碼中，通過(guò)error.GetType().Name獲取異常類型的名稱，error.Message獲取異常的具體消息，error.StackTrace獲取異常發(fā)生時(shí)的堆棧跟蹤信息。這些信息可以幫助我們快速定位問(wèn)題所在，比如異常是在哪個(gè)類、哪個(gè)方法中發(fā)生的 。通過(guò)將這些信息記錄到日志文件中，我們可以在程序出現(xiàn)問(wèn)題后，通過(guò)查看日志來(lái)分析問(wèn)題，從而更好地解決問(wèn)題。

（三）完整代碼示例

下面是一個(gè)完整的包含全局異常捕獲處理的 Winform 程序代碼示例：

using System;
using System.Windows.Forms;
using System.IO;
using System.Text;
namespace WinFormExceptionHandling
{
static class Program
{
/// <summary>
/// 應(yīng)用程序的主入口點(diǎn)。
/// </summary>
[STAThread]
static void Main()
{
try
{
// 設(shè)置應(yīng)用程序處理異常方式：ThreadException處理
Application.SetUnhandledExceptionMode(UnhandledExceptionMode.CatchException);
// 處理UI線程異常
Application.ThreadException += new System.Threading.ThreadExceptionEventHandler(Application_ThreadException);
// 處理非UI線程異常
AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException += new UnhandledExceptionEventHandler(CurrentDomain_UnhandledException);
Application.EnableVisualStyles();
Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
Application.Run(new Form1());
}
catch (Exception ex)
{
string str = "";
string strDateInfo = "出現(xiàn)應(yīng)用程序未處理的異常：" + DateTime.Now.ToString() + "\r\n";
if (ex!= null)
{
str = string.Format(strDateInfo + "異常類型：{0}\r\n異常消息：{1}\r\n異常信息：{2}\r\n",
ex.GetType().Name, ex.Message, ex.StackTrace);
}
else
{
str = string.Format("應(yīng)用程序線程錯(cuò)誤:{0}", ex);
}
// 寫(xiě)日志
WriteLog.WriteErrLog(str);
MessageBox.Show("發(fā)生致命錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系作者！", "系統(tǒng)錯(cuò)誤", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
}
}
static void Application_ThreadException(object sender, System.Threading.ThreadExceptionEventArgs e)
{
string str = "";
string strDateInfo = "出現(xiàn)應(yīng)用程序未處理的異常：" + DateTime.Now.ToString() + "\r\n";
Exception error = e.Exception as Exception;
if (error!= null)
{
str = string.Format(strDateInfo + "異常類型：{0}\r\n異常消息：{1}\r\n異常信息：{2}\r\n",
error.GetType().Name, error.Message, error.StackTrace);
}
else
{
str = string.Format("應(yīng)用程序線程錯(cuò)誤:{0}", e);
}
// 寫(xiě)日志
WriteLog.WriteErrLog(str);
MessageBox.Show("發(fā)生致命錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系作者！", "系統(tǒng)錯(cuò)誤", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
}
static void CurrentDomain_UnhandledException(object sender, UnhandledExceptionEventArgs e)
{
string str = "";
Exception error = e.ExceptionObject as Exception;
string strDateInfo = "出現(xiàn)應(yīng)用程序未處理的異常：" + DateTime.Now.ToString() + "\r\n";
if (error!= null)
{
str = string.Format(strDateInfo + "Application UnhandledException:{0};\\n\\r堆棧信息:{1}", error.Message, error.StackTrace);
}
else
{
str = string.Format("Application UnhandledError:{0}", e);
}
// 寫(xiě)日志
WriteLog.WriteErrLog(str);
MessageBox.Show("發(fā)生致命錯(cuò)誤，請(qǐng)停止當(dāng)前操作并及時(shí)聯(lián)系作者！", "系統(tǒng)錯(cuò)誤", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
}
}
public class WriteLog
{
public static void WriteErrLog(string str)
{
string path = Application.StartupPath + @"\ErrorLog.txt";
using (StreamWriter sw = new StreamWriter(path, true, Encoding.UTF8))
{
sw.WriteLine(DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss") + " " + str);
sw.Close();
}
}
}
}

在這個(gè)示例中，Program類是程序的入口點(diǎn)。在Main方法中，首先設(shè)置了異常處理模式，然后分別為 UI 線程和非 UI 線程的異常添加了處理程序。接著啟用可視化樣式，設(shè)置文本渲染默認(rèn)值，并運(yùn)行主窗體Form1。如果在Main方法中發(fā)生了異常，也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的處理，記錄日志并彈出提示框。WriteLog類負(fù)責(zé)將異常信息寫(xiě)入日志文件，日志文件名為ErrorLog.txt，保存在應(yīng)用程序的啟動(dòng)目錄下。每寫(xiě)入一條日志，都會(huì)包含當(dāng)前時(shí)間和具體的異常信息 。通過(guò)這個(gè)完整的示例，希望大家能更好地理解和掌握 Winform 全局異常捕獲處理的實(shí)現(xiàn)。

五、優(yōu)化與拓展：讓 “神器” 更強(qiáng)大

（一）異常日志記錄

在前面的代碼中，我們已經(jīng)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)了將異常信息寫(xiě)入日志文件的功能。但在實(shí)際應(yīng)用中，我們還可以對(duì)異常日志記錄進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。比如，使用專業(yè)的日志記錄框架，像 Log4net，它功能更強(qiáng)大，配置更靈活。

使用 Log4net，首先要在項(xiàng)目中添加對(duì)它的引用。然后在配置文件（如 App.config）中進(jìn)行配置，示例如下：

<configuration>
<configSections>
<section name="log4net" type="log4net.Config.Log4NetConfigurationSectionHandler, log4net" />
</configSections>
<log4net>
<appender name="FileAppender" type="log4net.Appender.FileAppender">
<file value="ErrorLog.log" />
<appendToFile value="true" />
<layout type="log4net.Layout.PatternLayout">
<conversionPattern value="%date [%thread] %-5level %logger - %message%newline" />
</layout>
</appender>
<root>
<level value="ALL" />
<appender-ref ref="FileAppender" />
</root>
</log4net>
</configuration>

在這段配置中，我們定義了一個(gè)名為FileAppender的日志輸出器，它將日志輸出到ErrorLog.log文件中。appendToFile屬性設(shè)置為true，表示每次記錄日志時(shí)，會(huì)追加到文件末尾，而不是覆蓋原有內(nèi)容。layout部分定義了日志的格式，包括時(shí)間、線程、日志級(jí)別、記錄器名稱和消息內(nèi)容。

在代碼中使用 Log4net 記錄異常日志也很簡(jiǎn)單，示例如下：

using log4net;
using System.Reflection;
public class Program
{
private static readonly ILog log = LogManager.GetLogger(MethodBase.GetCurrentMethod().DeclaringType);
static void Main()
{
try
{
// 其他代碼
}
catch (Exception ex)
{
log.Error("發(fā)生未處理的異常", ex);
MessageBox.Show("發(fā)生致命錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系作者！", "系統(tǒng)錯(cuò)誤", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
}
}
}

在這個(gè)示例中，首先通過(guò)LogManager.GetLogger方法獲取一個(gè)日志記錄器，然后在捕獲到異常時(shí)，使用log.Error方法記錄異常信息，第一個(gè)參數(shù)是自定義的錯(cuò)誤描述，第二個(gè)參數(shù)是異常對(duì)象。這樣，異常信息就會(huì)按照我們?cè)谂渲梦募卸x的格式記錄到日志文件中，方便我們后續(xù)查看和分析問(wèn)題。

（二）自定義異常處理界面

默認(rèn)的異常提示框（如MessageBox.Show彈出的框）雖然能簡(jiǎn)單地告知用戶程序出現(xiàn)了錯(cuò)誤，但不夠美觀和個(gè)性化。我們可以創(chuàng)建一個(gè)自定義的異常處理界面，讓程序在捕獲到異常時(shí)，以更友好、更專業(yè)的方式向用戶展示錯(cuò)誤信息。

首先，創(chuàng)建一個(gè)新的 Winform 窗體，命名為ExceptionForm.cs。在這個(gè)窗體上，我們可以添加一些控件，如一個(gè)顯示錯(cuò)誤信息的文本框，一個(gè)用于關(guān)閉窗體的按鈕，以及一些美化界面的圖片或標(biāo)簽等。

示例代碼如下：

public partial class ExceptionForm : Form
{
public ExceptionForm(string errorMessage)
{
InitializeComponent();
txtErrorMessage.Text = errorMessage;
}
private void btnClose_Click(object sender, EventArgs e)
{
this.Close();
}
}

在這段代碼中，ExceptionForm類的構(gòu)造函數(shù)接收一個(gè)errorMessage參數(shù)，用于顯示具體的異常信息。在構(gòu)造函數(shù)中，將errorMessage賦值給文本框txtErrorMessage。當(dāng)用戶點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕btnClose時(shí)，調(diào)用this.Close()方法關(guān)閉窗體。

然后，在捕獲異常的地方，修改代碼，使用自定義的異常處理界面，而不是原來(lái)的MessageBox.Show。例如，在Application_ThreadException方法和CurrentDomain_UnhandledException方法中，將MessageBox.Show替換為：

ExceptionForm exceptionForm = new ExceptionForm(str);
exceptionForm.ShowDialog();

這樣，當(dāng)程序捕獲到異常時(shí)，就會(huì)彈出我們自定義的異常處理界面，向用戶展示詳細(xì)的錯(cuò)誤信息，讓用戶感受到我們對(duì)程序的用心，提升用戶對(duì)程序的好感度。

六、注意事項(xiàng)：避開(kāi)異常捕獲的 “陷阱”

（一）避免過(guò)度捕獲

在設(shè)置全局異常捕獲時(shí)，一定要注意避免過(guò)度捕獲異常。雖然全局異常捕獲很強(qiáng)大，但如果捕獲得太寬泛，把所有異常都一股腦兒地抓進(jìn)來(lái)，可能會(huì)隱藏真正的問(wèn)題。比如說(shuō)，在一個(gè)數(shù)據(jù)處理的方法中，可能會(huì)出現(xiàn)多種類型的異常，像數(shù)據(jù)格式錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)庫(kù)連接失敗等。如果我們?cè)谌之惓２东@中沒(méi)有對(duì)這些異常進(jìn)行區(qū)分，只是簡(jiǎn)單地記錄一條 “發(fā)生異常” 的日志，那么當(dāng)程序出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，我們很難從這條簡(jiǎn)單的日志中判斷出到底是哪里出了問(wèn)題，這會(huì)給程序的調(diào)試帶來(lái)很大的困難 。所以，在捕獲異常時(shí)，要盡量做到精準(zhǔn)捕獲，針對(duì)不同類型的異常進(jìn)行不同的處理，這樣才能更好地定位和解決問(wèn)題。

（二）合理處理異常

捕獲到異常后，如何處理異常也是很關(guān)鍵的。不能簡(jiǎn)單地捕獲了異常，然后就什么都不做，或者只是簡(jiǎn)單地顯示一個(gè)錯(cuò)誤信息，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們要根據(jù)具體的異常情況，進(jìn)行合理的處理。比如，如果是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)連接問(wèn)題導(dǎo)致的異常，可以嘗試重新連接網(wǎng)絡(luò)；如果是文件讀寫(xiě)錯(cuò)誤，可以提示用戶檢查文件路徑是否正確，或者嘗試創(chuàng)建一個(gè)新的文件。在處理異常時(shí)，要保證程序的健壯性，不能因?yàn)橐粋€(gè)異常的出現(xiàn)，就影響到整個(gè)程序的其他功能。要盡量讓程序在出現(xiàn)異常后，能夠繼續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，或者至少給用戶提供一個(gè)友好的提示，讓用戶知道該如何操作，這樣才能提升程序的質(zhì)量和用戶體驗(yàn) 。

七、總結(jié)與展望：讓程序更穩(wěn)定

通過(guò)今天的分享，家人們應(yīng)該已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到全局異常捕獲處理在 Winform 開(kāi)發(fā)中的重要性啦！它就像是程序的 “保護(hù)神”，能夠大大提高程序的穩(wěn)定性，讓我們的程序在面對(duì)各種異常情況時(shí)，都能保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，給用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。

從認(rèn)識(shí)異常這個(gè)程序中的 “小怪獸”，到學(xué)會(huì)使用全局異常捕獲給程序穿上 “防護(hù)服”，再到一步步實(shí)現(xiàn)全局異常捕獲處理的代碼，以及對(duì)它進(jìn)行優(yōu)化和拓展，我們一起走過(guò)了一段充實(shí)的學(xué)習(xí)之旅。在這個(gè)過(guò)程中，我們掌握了 UI 線程和非 UI 線程異常捕獲的方法，學(xué)會(huì)了如何處理異常信息，還了解了如何優(yōu)化異常日志記錄和創(chuàng)建自定義異常處理界面 。

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