Web前端发展简史

有人说“前端开发”是IT界最容易被误解的岗位，这不是空穴来风。如果你还认为前端只是从美工那里拿到切图， JS和CSS一番乱炖，难搞的功能就去网上信手拈来，CtrlC + Ctrl V的话，那就正中了这份误解的下怀。经过十几年的发展，web前端早已脱离了原来边缘化的形态，扮演了移动互联网开发链条中最关键的角色，是应用或产品能否打动用户的踹门砖。那么什么是前端开发，其又包含了哪些内容？

前端开发的定义

从狭义的定义来看，“前端开发”是指围绕HTML、JavaScript、CSS这样一套体系的开发技术，它的运行宿主是浏览器。从广义的定义来看，其应该包括：

l  专门为手持终端设计的类似WML这样的类HTML语言，以及类似WMLScript的类JavaScript语言。

l  VML和SVG等基于XML的描述图形的语言。

l  从属于XML体系的XML，XPath，DTD等技术。

l  用于支撑后端的ASP，JSP，ASP.net，PHP，Nodejs等语言或者技术。

l  被第三方程序打包的一种类似浏览器的宿主环境，比如Adobe AIR和使用HyBird方式的一些开发技术，如PhoneGap。

l  Adobe Flash，Flex，Microsoft Silverlight，Java Applet，JavaFx等RIA开发技术。

本文主要从“web前端”，也即狭义前端的角度出发，以人类科技进步划时代的方式，将前端开发划分为几个重要的时代，带领大家领略一下前端这十几年来的发展历程。

石器时代

最早期的Web界面基本都是在互联网上使用，人们浏览某些内容，填写几个表单并且提交。当时的界面以浏览为主，基本都是HTML代码，我们来看一个最简单的HTML文件：

<html>

<head>

<title>测试一</title>

</head>

<body>

<h1>主标题</h1>

<p>段落内容</p>

</body>

</html>

为了执行一些动作或进行一定的业务处理，有时候会穿插一些JavaScript，如作为客户端校验这样的基础功能。代码的组织比较简单，而且CSS的运用也是比较少的。譬如：下面这个文档将带有一段JavaScript代码，用于拼接两个输入框中的字符串，并且弹出窗口显示。

<html>

<head>

<title>测试二</title>

</head>

<body>

<inputid="firstNameInput"type="text"/>

<inputid="lastNameInput"type="text"/>

<inputtype="button"onclick="greet()"/>

<scriptlanguage="JavaScript">

function greet(){

var firstName = document.getElementById("firstNameInput").value;

var lastName = document.getElementById("lastNameInput").value;

alert("Hello, "+ firstName +"."+ lastName);

}

</script>

</body>

</html>

由于静态界面不能实现保存数据等功能，出现了很多服务端技术，早期的有CGI（Common Gateway Interface，多数用C语言或者Perl实现的），ASP（使用VBScript或者JScript），JSP（使用Java），PHP等等，Python和Ruby等语言也常被用于这类用途。

有了这类技术，在HTML中就可以使用表单的post功能提交数据了，比如：

<formmethod="post"action="username.asp">

<p>First Name: <inputtype="text"name="firstName"/></p>

<p>Last Name: <inputtype="text"name="lastName"/></p>

<inputtype="submit"value="Submit"/>

</form>

在这个阶段，由于客户端和服务端的职责未作明确的划分，比如生成一个字符串，可以由前端的JavaScript做，也可以由服务端语言做。所以通常在一个界面里，会有两种语言混杂在一起，用<%和%>标记的部分会在服务端执行，输出结果，甚至经常有把数据库连接的代码跟页面代码混杂在一起的情况，给维护带来了很大的问题。

<html>

<body>

<p>Hello world!</p>

<p>

<%response.write("Hello world from server!")%>

</p>

</body>

</html>

青铜时代

青铜时代的典型标志是出现了组件化的萌芽，着眼点主要在文件的划分上。后端组件化比较常见的做法是，把某一类后端功能单独做成片段，然后其他需要的地方来include进来，典型的有：ASP里面数据库连接的地方，把数据源连接的部分写成conn.asp，然后其他每个需要操作数据库的asp文件包含它。浏览器端则通常针对JavaScript脚本文件，把某一类的Javascript代码写到单独的js文件中，界面根据需要，引用不同的js文件；针对界面组件，则通常利用frameset和iframe这两个标签。某一大块有独立功能的界面写到一个HTML文件，然后在主界面里面把它当作一个frame来载入，一般的B/S系统集成菜单的方式都是这样的。是不是觉得很熟悉？对的，现在大多公司的内部系统正是这个时代的产物。

此外，还出现了一些基于特定浏览器的客户端组件技术，比如IE浏览器的HTC（HTML Component）。这种技术最初是为了对已有的常用元素附加行为的，后来有些场合也用它来实现控件。微软ASP.NET的一些版本里，使用这种技术提供了树形列表，日历，选项卡等功能。HTC的优点是允许用户自行扩展HTML标签，可以在自己的命名空间里定义元素，然后，使用HTML，JavaScript和CSS来实现它的布局、行为和观感。这种技术因为是微软的私有技术，所以逐渐变得不那么流行。Firefox浏览器布其后尘，也推出过一种叫XUL的技术，也同样没有流行起来。

 

铁器时代

这个时代的彗星是Ajax的出现以及JS基础框架的兴起。

AJAX

AJAX其实是一系列已有技术的组合，早在这个名词出现之前，这些技术的使用就已经比较广泛了，GMail因为恰当地应用了这些技术，获得了很好的用户体验。由于Ajax的出现，规模更大，效果更好的Web程序逐渐出现，在这些程序中，JavaScript代码的数量迅速增加。出于代码组织的需要，“JavaScript框架”这个概念逐步形成，当时的主流是Prototype和Mootools，两者各有千秋，提供了各自方式的面向对象组织思路。

JavaScript基础框架

Prototype框架主要是为JavaScript代码提供了一种组织方式，对一些原生的JavaScript类型提供了一些扩展，比如数组、字符串，又额外提供了一些实用的数据结构，如：枚举，Hash等，除此之外，还对dom操作，事件，表单和Ajax做了一些封装。

Mootools框架的思路跟Prototype很接近，它对JavaScript类型扩展的方式别具一格，所以在这类框架中，经常被称作“最优雅的”对象扩展体系。

从这两个框架的所提供的功能来看，它们的定位是核心库，在使用的时候一般需要配合一些外围的库来完成。

倚天不出，谁与争锋？除以上两者以外，还有YUI，jQuery等，JavaScript基础框架在这个时代算得上是百花齐放，但是时间已经证明，真正的王者是jQuery。

jQuery与其他的基础框架都有所不同，它着眼于简化DOM相关的代码。例如：

l  DOM的选取

jQuery提供了一系列选择器用于选取界面元素，在其他一些框架中也有类似功能，但一般没有它简洁而强大。

$("*")//选取所有元素

$("#lastname")//选取id为lastname的元素

$(".intro")//选取所有class="intro"的元素

$("p")//选取所有&lt;p&gt;元素

$(".intro.demo")//选取所有 class="intro"且class="demo"的元素

l  链式表达式

在jQuery中，可以使用链式表达式来连续操作DOM，如果不使用链式表达式，可能需要这么写：

var neat = $("p.neat");

neat.addClass("ohmy");

neat.show("slow");

但是有了链式表达式，一行代码就可以搞定：

$("p.neat").addClass("ohmy").show("slow");

除此之外，jQuery还提供了一些动画方面的特效代码，也有大量的外围库，比如jQuery UI这样的控件库，jQuery mobile这样的移动开发库等。

 

农业时代

这个时代的标志性事件是模块加载规范（AMD以及CMD）的出现。

铁器时代出现的基础框架提供了代码的组织能力，但是未能提供代码的动态加载能力。动态加载JavaScript为什么重要呢？因为随着Ajax的普及，jQuery等辅助库的出现，Web上可以做很复杂的功能，因此，单页面应用程序（SPA，Single Page Application）也逐渐多了起来。

单个的界面想要做很多功能，需要写的代码是会比较多的，但是，并非所有的功能都需要在界面加载的时候就全部引入，如果能够在需要的时候才加载那些代码，就把加载的压力分担了，在这个背景下，出现了一些用于动态加载JavaScript的框架，也出现了一些定义这类可被动态加载代码的规范。

AMD

在这些框架里，知名度最高的是RequireJS，遵循了AMD（Asynchronous Module Definition）的规范。比如下面这段，定义了一个动态的匿名模块，它依赖math模块：

define(["math"],function(math){

return{

addTen :function(x){

return math.add(x,10);

}

};

});

假设上面的代码存放于adder.js中，当需要使用这个模块的时候，通过如下代码来引入adder：

<scriptsrc="require.js"></script>

<script>

require(["adder"],function(adder){

//使用这个adder

});

</script>

RequireJS除了提供异步加载方式，也可以使用同步方式加载模块代码。AMD规范除了使用在前端浏览器环境中，也可以运行于NodeJS等服务端环境，但是NodeJS内置的模块机制是基于CMD规范定义的。

 

CMD

值得一提的是，在浏览器端，除了RequireJS以外，国内的牛人淘宝玉伯开发了SeaJS异步模块加载器，其遵循CMD规范，目前已经有超过300家大型web应用或站点采用，SeaJS同样简单易学：

// 所有模块都通过 define 来定义

define(function(require, exports, module){

// 通过 require 引入依赖

var $ =require('jquery');

var Spinning =require('./spinning');

// 通过 exports 对外提供接口

exports.doSomething =...

// 或者通过 module.exports 提供整个接口

module.exports =...

});

工业时代

“这是一个最好的时代，也是一个最坏的时代。”前端自动化和MV*框架真正让前端迎来了春天，但是这个时代框架插件众多、体系繁复，让前端新手无所适从。在这个时代，Web端功能日益复杂，人们不得不开始考虑这样一些问题：

l  如何更好地模块化开发

l  业务数据如何组织

l  界面和业务数据之间通过何种方式进行交互

在这种背景下，前端MVC、MVP、MVVM框架如雨后春笋，我们暂且把这些框架都统称为MV*框架。这些框架的出现，正是为了解决上述这些问题，具体的实现思路各有不同，主流的有Backbone，AngularJS，Ember三大剑客，本文主要选用Backbone和AngularJS来讲述以下场景。

数据模型

在这些MV*框架里，定义数据模型的方式与以往有些差异，主要在于数据的get和set更加有意义了，比如说，可以把某个实体的get和set绑定到RESTful的服务上，这样，对某个实体的读写可以更新到数据库中。另外一个特点是，它们一般都提供一个事件，用于监控数据的变化，这个机制使得数据绑定成为可能。

在一些框架中，数据模型需要在原生的JavaScript类型上做一层封装，比如Backbone的方式是这样：

varTodo=Backbone.Model.extend({

// Default attributes for the todo item.

defaults :function(){

return{

title :"empty todo...",

order :Todos.nextOrder(),

done:false

};

},

// Ensure that each todo created has `title`.

initialize :function(){

if(!this.get("title")){

this.set({

"title":this.defaults().title

});

}

},

// Toggle the 'done' state of this todo item.

toggle :function(){

this.save({

done:!this.get("done")

});

}

});

上述例子中，defaults方法用于提供模型的默认值，initialize方法用于做一些初始化工作，这两个都是约定的方法，toggle是自定义的，用于保存todo的选中状态。

除了对象，Backbone也支持集合类型，集合类型在定义的时候要通过model属性指定其中的元素类型。

// The collection of todos is backed by *localStorage* instead of a remote server.

varTodoList=Backbone.Collection.extend({

// Reference to this collection's model.

model :Todo,

// Save all of the todo items under the '"todos-backbone"' namespace.

localStorage :newBackbone.LocalStorage("todos-backbone"),

// Filter down the list of all todo items that are finished.

done:function(){

returnthis.filter(function(todo){

return todo.get('done');

});

},

// Filter down the list to only todo items that are still not finished.

remaining :function(){

returnthis.without.apply(this,this.done());

},

// We keep the Todos in sequential order, despite being saved by unordered

//GUID in the database. This generates the next order number for new items.

nextOrder :function(){

if(!this.length)

return1;

returnthis.last().get('order')+1;

},

// Todos are sorted by their original insertion order.

comparator :function(todo){

return todo.get('order');

}

});

数据模型也可以包含一些方法，比如自身的校验，或者跟后端的通讯、数据的存取等等，在上面两个例子中，也都有体现。

AngularJS的模型定义方式与Backbone不同，可以不需要经过一层封装，直接使用原生的JavaScript简单数据、对象、数组，相对来说比较简便。

控制器

在Backbone中，是没有独立的控制器的，它的一些控制的职责都放在了视图里，所以其实这是一种MVP（Model View Presentation）模式，而AngularJS有很清晰的控制器层。

还是以这个todo为例，在AngularJS中，会有一些约定的注入，比如$scope，它是控制器、模型和视图之间的桥梁。在控制器定义的时候，将$scope作为参数，然后，就可以在控制器里面为它添加模型的支持。

functionTodoCtrl($scope){

$scope.todos =[{

text :'learn angular',

done:true

},{

text :'build an angular app',

done:false

}];

$scope.addTodo =function(){

$scope.todos.push({

text : $scope.todoText,

done:false

});

$scope.todoText ='';

};

$scope.remaining =function(){

var count =0;

angular.forEach($scope.todos,function(todo){

count += todo.done?0:1;

});

return count;

};

$scope.archive =function(){

var oldTodos = $scope.todos;

$scope.todos =[];

angular.forEach(oldTodos,function(todo){

if(!todo.done)

$scope.todos.push(todo);

});

};

}

本例中为$scope添加了todos这个数组，addTodo，remaining和archive三个方法，然后，可以在视图中对他们进行绑定。

视图

在这些主流的MV*框架中，一般都提供了定义视图的功能。在Backbone中，是这样定义视图的：

// The DOM element for a todo item...

varTodoView=Backbone.View.extend({

//... is a list tag.

tagName :"li",

// Cache the template function for a single item.

template: _.template($('#item-template').html()),

// The DOM events specific to an item.

events :{

"click .toggle":"toggleDone",

"dblclick .view":"edit",

"click a.destroy":"clear",

"keypress .edit":"updateOnEnter",

"blur .edit":"close"

},

// The TodoView listens for changes to its model, re-rendering. Since there's

// a one-to-one correspondence between a **Todo** and a **TodoView** in this

// app, we set a direct reference on the model for convenience.

initialize :function(){

this.listenTo(this.model,'change',this.render);

this.listenTo(this.model,'destroy',this.remove);

},

// Re-render the titles of the todo item.

render :function(){

this.$el.html(this.template(this.model.toJSON()));

this.$el.toggleClass('done',this.model.get('done'));

this.input =this.$('.edit');

returnthis;

},

//......

// Remove the item, destroy the model.

clear :function(){

this.model.destroy();

}

});

上面这个例子是一个典型的“部件”视图，它对于界面上的已有元素没有依赖。也有那么一些视图，需要依赖于界面上的已有元素，比如下面这个，它通过el属性，指定了HTML中id为todoapp的元素，并且还在initialize方法中引用了另外一些元素，通常，需要直接放置到界面的顶层试图会采用这种方式，而“部件”视图一般由主视图来创建、布局。

// Our overall **AppView** is the top-level piece of UI.

varAppView=Backbone.View.extend({

// Instead of generating a new element, bind to the existing skeleton of

// the App already present in the HTML.

el : $("#todoapp"),

// Our template for the line of statistics at the bottom of the app.

statsTemplate : _.template($('#stats-template').html()),

// Delegated events for creating new items, and clearing completed ones.

events :{

"keypress #new-todo":"createOnEnter",

"click #clear-completed":"clearCompleted",

"click #toggle-all":"toggleAllComplete"

},

// At initialization we bind to the relevant events on the `Todos`

// collection, when items are added or changed. Kick things off by

// loading any preexisting todos that might be saved in *localStorage*.

initialize :function(){

this.input =this.$("#new-todo");

this.allCheckbox =this.$("#toggle-all")[0];

this.listenTo(Todos,'add',this.addOne);

this.listenTo(Todos,'reset',this.addAll);

this.listenTo(Todos,'all',this.render);

this.footer =this.$('footer');

this.main = $('#main');

Todos.fetch();

},

// Re-rendering the App just means refreshing the statistics -- the rest

// of the app doesn't change.

render :function(){

vardone=Todos.done().length;

var remaining =Todos.remaining().length;

if(Todos.length){

this.main.show();

this.footer.show();

this.footer.html(this.statsTemplate({

done:done,

remaining : remaining

}));

}else{

this.main.hide();

this.footer.hide();

}

this.allCheckbox.checked=!remaining;

},

//......

});

对于AngularJS来说，基本不需要有额外的视图定义，它采用的是直接定义在HTML上的方式，比如：

<divng-controller="TodoCtrl">

<span>{{remaining()}} of {{todos.length}} remaining</span>

<ahref=""ng-click="archive()">archive</a>

<ulclass="unstyled">

<ling-repeat="todo in todos">

<inputtype="checkbox"ng-model="todo.done">

<spanclass="done-{{todo.done}}">{{todo.text}}</span>

</li>

</ul>

<formng-submit="addTodo()">

<inputtype="text"ng-model="todoText"size="30"

placeholder="add new todo here">

<inputclass="btn-primary"type="submit"value="add">

</form>

</div>

在这个例子中，使用ng-controller注入了一个TodoCtrl的实例，然后，在TodoCtrl的$scope中附加的那些变量和方法都可以直接访问了。注意到其中的ng-repeat部分，它遍历了todos数组，然后使用其中的单个todo对象创建了一些HTML元素，把相应的值填到里面。这种做法和ng-model一样，都创造了双向绑定，即：

l  改变模型可以随时反映到界面上

l  在界面上做的操作（输入，选择等等）可以实时反映到模型里。

而且，这种绑定都会自动忽略其中可能因为空数据而引起的异常情况。

模板

模板是这个时代一种很典型的解决方案。我们常常有这样的场景：在一个界面上重复展示类似的DOM片段，例如微博。以传统的开发方式，也可以轻松实现出来，比如：

var feedsDiv = $("#feedsDiv");

for(var i =0; i <5; i++){

var feedDiv = $("<div class='post'></div>");

var authorDiv = $("<div class='author'></div>");

var authorLink = $("<a></a>")

.attr("href","/user.html?user='"+"Test"+"'")

.html("@"+"Test")

.appendTo(authorDiv);

authorDiv.appendTo(feedDiv);

var contentDiv = $("<div></div>")

.html("Hello, world!")

.appendTo(feedDiv);

var dateDiv = $("<div></div>")

.html("发布日期："+newDate().toString())

.appendTo(feedDiv);

feedDiv.appendTo(feedsDiv);

}

但是使用模板技术，这一切可以更加优雅，以常用的模板框架UnderScore为例，实现这段功能的代码为：

var templateStr ='<div class="post">'

+'<div class="author">'

+'<a href="/user.html?user={{creatorName}}">@{{creatorName}}</a>'

+'</div>'

+'<div>{{content}}</div>'

+'<div>{{postedDate}}</div>'

+'</div>';

vartemplate= _.template(templateStr);

template({

createName :"Xufei",

content:"Hello, world",

postedDate:newDate().toString()

});

也可以这么定义：

<scripttype="text/template"id="feedTemplate">

<% _.each(feeds,function(item){%>

<div class="post">

<div class="author">

<a href="/user.html?user=<%= item.creatorName %>">@<%= item.creatorName %></a>

</div>

<div><%= item.content %></div>

<div><%= item.postedData %></div>

</div>

<%});%>

</script>

<script>

$('#feedsDiv').html( _.template($('#feedTemplate').html(), feeds));

</script>

除此之外，UnderScore还提供了一些很方便的集合操作，使得模板的使用更加方便。如果你打算使用BackBone框架，并且需要用到模板功能，那么UnderScore是一个很好的选择，当然，也可以选用其它的模板库，比如Mustache等等。

如果使用AngularJS，可以不需要额外的模板库，它自身就提供了类似的功能，比如上面这个例子可以改写成这样：

<divclass="post"ng-repeat="post in feeds">

<divclass="author">

<ang-href="/user.html?user={{post.creatorName}}">@{{post.creatorName}}</a>

</div>

<div>{{post.content}}</div>

<div>

发布日期：{{post.postedTime | date:'medium'}}

</div>

</div>

主流的模板技术都提供了一些特定的语法，有些功能很强。值得注意的是，他们虽然与JSP之类的代码写法类似甚至相同，但原理差别很大，这些模板框架都是在浏览器端执行的，不依赖任何服务端技术，即使界面文件是.html也可以，而传统比如JSP模板是需要后端支持的，执行时间是在服务端。

路由

通常路由是定义在后端的，但是在这类MV*框架的帮助下，路由可以由前端来解析执行。比如下面这个Backbone的路由示例：

varWorkspace=Backbone.Router.extend({

routes:{

"help":"help",// #help

"search/:query":"search",// #search/kiwis

"search/:query/p:page":"search"// #search/kiwis/p7

},

help:function(){

...

},

search:function(query, page){

...

}

});

在上述例子中，定义了一些路由的映射关系，那么，在实际访问的时候，如果在地址栏输入"#search/obama/p2"，就会匹配到"search/:query/p:page"这条路由，然后，把"obama"和"2"当作参数，传递给search方法。

AngularJS中定义路由的方式有些区别，它使用一个$routeProvider来提供路由的存取，每一个when表达式配置一条路由信息，otherwise配置默认路由，在配置路由的时候，可以指定一个额外的控制器，用于控制这条路由对应的html界面：

app.config(['$routeProvider',

function($routeProvider){

$routeProvider.when('/phones',{

templateUrl :'partials/phone-list.html',

controller :PhoneListCtrl

}).when('/phones/:phoneId',{

templateUrl :'partials/phone-detail.html',

controller :PhoneDetailCtrl

}).otherwise({

redirectTo :'/phones'

});

}]);

注意，在AngularJS中，路由的template并非一个完整的html文件，而是其中的一段，文件的头尾都可以不要，也可以不要那些包含的外部样式和JavaScript文件，这些在主界面中载入就可以了。

自定义组件

用过XAML或者MXML的人一定会对其中的可扩充标签印象深刻，对于前端开发人员而言，基于标签的组件定义方式一定是优于其他任何方式的，看下面这段HTML：

<div>

<inputtype="text"value="hello, world"/>

<button>test</button>

</div>

即使是刚刚接触这种东西的新手，也能够理解它的意思，并且能够照着做出类似的东西，如果使用传统的面向对象语言去描述界面，效率远远没有这么高，这就是在界面开发领域，声明式编程比命令式编程适合的最重要原因。

但是，HTML的标签是有限的，如果我们需要的功能不在其中，怎么办？在开发过程中，我们可能需要一个选项卡的功能，但是，HTML里面不提供选项卡标签，所以，一般来说，会使用一些li元素和div的组合，加上一些css，来实现选项卡的效果，也有的框架使用JavaScript来完成这些功能。总的来说，这些代码都不够简洁直观。

如果能够有一种技术，能够提供类似这样的方式，该多么好呢？

<tabs>

<tabname="Tab 1">content 1</tab>

<tabname="Tab 2">content 2</tab>

</tabs>

在AngularJS的首页，可以看到这么一个区块“Create Components”，在它的演示代码里，能够看到类似的一段：

<tabs>

<panetitle="Localization">

...

</pane>

<panetitle="Pluralization">

...

</pane>

</tabs>

那么，它是怎么做到的呢？秘密在这里：

angular.module('components',[]).directive('tabs',function(){

return{

restrict :'E',

transclude :true,

scope :{},

controller :function($scope, $element){

var panes = $scope.panes =[];

$scope.select=function(pane){

angular.forEach(panes,function(pane){

pane.selected =false;

});

pane.selected =true;

}

this.addPane =function(pane){

if(panes.length ==0)

$scope.select(pane);

panes.push(pane);

}

},

template:'<div class="tabbable">'

+'<ul class="nav nav-tabs">'

+'<li ng-repeat="pane in panes" ng-class="{active:pane.selected}">'

+'<a href="" ng-click="select(pane)">{{pane.title}}</a>'

+'</li>'

+'</ul>'

+'<div class="tab-content" ng-transclude></div>'

+'</div>',

replace :true

};

}).directive('pane',function(){

return{

require:'^tabs',

restrict :'E',

transclude :true,

scope :{

title :'@'

},

link :function(scope, element, attrs, tabsCtrl){

tabsCtrl.addPane(scope);

},

template:'<div class="tab-pane" ng-class="{active: selected}" ng-transclude>'+'</div>',

replace :true

};

})

这段代码里，定义了tabs和pane两个标签，并且限定了pane标签不能脱离tabs而单独存在，tabs的controller定义了它的行为，两者的template定义了实际生成的html，通过这种方式，开发者可以扩展出自己需要的新元素，对于使用者而言，这不会增加任何额外的负担。

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