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Hi3861的SAMGR--系統(tǒng)服務(wù)框架子系統(tǒng)-3

作者：liangkz
系統(tǒng)
文章由鴻蒙社區(qū)產(chǎn)出，想要了解更多內(nèi)容請前往：51CTO和華為官方戰(zhàn)略合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)https://harmonyos.51cto.com

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接前文《Hi3861的SAMGR--系統(tǒng)服務(wù)框架子系統(tǒng)-1》《Hi3861的SAMGR--系統(tǒng)服務(wù)框架子系統(tǒng)-2》

刪除《系統(tǒng)服務(wù)框架子系統(tǒng)-1》的 “3.大概流程” 這一小節(jié)，由本文進(jìn)行替換。

samgr的展開圖和Hi3861開機(jī)部分的log，一并打包到附件，請看圖和log，結(jié)合代碼，理解本文。

3. 詳細(xì)流程分析

Hi3861平臺在啟動到HOS_SystemInit()時，

  1. void HOS_SystemInit(void) 
  2. { 
  3.     ...... 
  4.     printf("[system_init] [7-4]: SYS_INIT(service)=====================\n"); 
  5.     SYS_INIT(service); 
  6.     printf("[system_init] [7-5]: SYS_INIT(feature)=====================\n"); 
  7.     SYS_INIT(feature); 
  8.     ...... 
  9.     printf("[system_init] [7-7]: SAMGR_Bootstrap()=====================\n"); 
  10.     SAMGR_Bootstrap(); 
  11. } 

 會分別通過上面三步來：

  • A. 注冊系統(tǒng)服務(wù)(service)
  • B. 注冊系統(tǒng)服務(wù)提供的功能(feature)
  • C. 通過samgr啟動并開始管理系統(tǒng)服務(wù)和功能

下面我們就結(jié)合上面提供的samgr展開圖，看看這三步具體都做了哪些工作。

A. 注冊系統(tǒng)服務(wù)(service)

  1. [system_init] [7-4]: SYS_INIT(service)===================== 
  2.  
  3. [bootstrap_service] SYS_SERVICE_INIT(Init): Bootstrap 
  4.  
  5. [samgr_lite] SAMGR_GetInstance(mutex=NULL): NO SAMGR instance, Init() to create ONE 
  6.  
  7. [samgr_lite] Init. g_samgrImpl 
  8.  
  9. [samgr_lite] Init. mutex[956036]. sharedPool[0-8] reset to 0. status=0[BOOT_SYS] 
  10.  
  11. [samgr_lite] SAMGR_GetInstance(mutex=956036) 
  12.  
  13. [samgr_lite] RegisterService(Name:Bootstrap)->Sid[0] 
  14.  
  15.   
  16.  
  17. [broadcast_service] SYS_SERVICE_INIT(Init): Broadcast 
  18.  
  19. [samgr_lite] RegisterService(Name:Broadcast)->Sid[1] 
  20.  
  21.   
  22.  
  23. [hiview_service] SYS_SERVICE_INIT(Init): hiview 
  24.  
  25. [samgr_lite] RegisterService(Name:hiview)->Sid[2] 
  26.  
  27. [samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[hiview], feature[(null)]) 
  28.  
  29. [hiview_service] Init.InitHiviewComponent. 

 從上述og看，會首先注冊三個系統(tǒng)服務(wù)。

第一個注冊的系統(tǒng)服務(wù)是Bootstrap：

  1. SAMGR_GetInstance()->RegisterService((Service *)&bootstrap); 

復(fù)制這個時候samgr還沒有實(shí)例，所以需要先通過Init()初始化samgr的全局實(shí)例g_samgrImpl：

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然后才能調(diào)用RegisterService((Service *)&bootstrap)來向g_samgrImpl注冊bootstrap服務(wù)，下圖是RegisterService()函數(shù)的代碼片段截圖：

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調(diào)用SAMGR_CreateServiceImpl()為bootstrap創(chuàng)建一個ServiceImpl對象，并把bootstrap service對象與ServiceImpl.service關(guān)聯(lián)起來，同時也為ServiceImpl.features創(chuàng)建一個默認(rèn)的空的向量，以便下一步為service關(guān)聯(lián)對應(yīng)的feature。

再通過VECTOR_Add()操作，將ServiceImpl對象的引用加入g_samgrImpl.services向量中，并返回它在向量中的位置[0]，以此作為bootstrap 的ServiceID[0]。

接下來注冊的第二個服務(wù)broadcast和第三個服務(wù)hiview，就可以直接通過RegisterService((Service *)Xxx)記錄進(jìn)g_samgrImpl.services向量里了，Sid分別是[1]/[2]。服務(wù)的注冊過程與上面bootstrap的過程一樣。

B. 注冊系統(tǒng)服務(wù)提供的功能(feature)

  1. [system_init] [7-5]: SYS_INIT(feature)===================== 
  2.  
  3. [pub_sub_feature] Init. SYS_FEATURE_INIT(Init) g_broadcastFeature: Provider and subscriber 
  4.  
  5. [samgr_lite] RegisterFeature(serviceName:Broadcast, featureName:Provider and subscriber)->Fid[0] 
  6.  
  7. [pub_sub_implement] BCE_CreateInstance: set g_pubSubImplement.feature = &g_broadcastFeature 
  8.  
  9. [samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[Broadcast], feature[Provider and subscriber]) 

接下來注冊broadcast service的feature：PUB_SUB_FEATURE。

feature的注冊和運(yùn)行需要依賴于對應(yīng)的service，一個service可以有0個、1個或多個feature。

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這里通過調(diào)用RegisterFeature(service, feature)來注冊feature并與對應(yīng)的service關(guān)聯(lián)在一起，下圖是RegisterFeature() 函數(shù)的代碼片段截圖：

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g_samgrImpl首先通過service name找到上一步登記在冊的對應(yīng)的serviceImpl對象，將其與feature對象一起作為參數(shù)，送入DEFAULT_AddFeature()。

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DEFAULT_AddFeature()里面，也會通過FEATURE_CreateInstance()先生成一個FeatureImpl對象，再通過VECTOR_Add()操作，將FeatureImpl對象的引用加入到 ServiceImpl.features這個向量中去，并返回它在向量中的位置[0]，以此作為PUB_SUB_FEATURE的featureId[0]，這就完成了feature與service的關(guān)聯(lián)，也就完成了feature的注冊工作。

上面A和B兩步，就已經(jīng)完成了前面的samgr展開圖中的大部分工作(除了與創(chuàng)建queue/taskPool相關(guān)部分)，至此，samgr與service/feature之間的樹形關(guān)系已經(jīng)基本上成型了，但都還是靜態(tài)關(guān)系：g_samgrImpl的services向量，已經(jīng)記錄了這一啟動階段注冊進(jìn)來的所有系統(tǒng)服務(wù)的ServiceImpl ，而每個ServiceImpl的features向量，又記錄了注冊進(jìn)來的與其對應(yīng)的所有features的FeatureImpl對象。【看samgr的展開圖】

這里記錄的serviceName/serviceID(Sid) 和featureName/featureID(Fid) 都是非常重要的信息，在接下來的系統(tǒng)啟動和運(yùn)行中，samgr可以通過它們來找到對應(yīng)的ServiceImpl/FeatureImpl對象，并提供相應(yīng)的服務(wù)/功能。

C. 通過samgr啟動并開始管理系統(tǒng)服務(wù)和功能

  1. [system_init] [7-7]: SAMGR_Bootstrap()===================== 
  2.  
  3. [samgr_lite] SAMGR_Bootstrap(status[1:BOOT_SYS_WAIT]). Begin:   size=3 
  4.  
  5.         InitializeAllServices: unInited services: size=3 
  6.  
  7.         ---------------------------------------------------- 
  8.  
  9.         Add service: Bootstrap   to TaskPool: 0x0... 
  10.  
  11.                                 TaskPool: 0xfa488... 
  12.  
  13.                                     Qid: 956424... 
  14.  
  15.         InitializeSingleService(Bootstrap): SAMGR_SendSharedDirectRequest(handler[HandleInitRequest]) 
  16.  
  17. [message] SAMGR_SendSharedDirectRequest: Put Exchange into Qid:[956424],type[4], request.msgId[0]+msgValue[0]: 
  18.  
  19.         ---------------------------------------------------- 
  20.  
  21.         Add service: Broadcast   to TaskPool: 0x0... 
  22.  
  23.                                 TaskPool: 0xfaaf8... 
  24.  
  25.                                     Qid: 956468... 
  26.  
  27.         InitializeSingleService(Broadcast): SAMGR_SendSharedDirectRequest(handler[HandleInitRequest]) 
  28.  
  29. [message] SAMGR_SendSharedDirectRequest: Put Exchange into Qid:[956468],type[4], request.msgId[0]+msgValue[0]: 
  30.  
  31.         ---------------------------------------------------- 
  32.  
  33.         Add service: hiview      to TaskPool: 0x0... 
  34.  
  35.                                 TaskPool: 0xfacb8... 
  36.  
  37.                                     Qid: 956512... 
  38.  
  39.         InitializeSingleService(hiview): SAMGR_SendSharedDirectRequest(handler[HandleInitRequest]) 
  40.  
  41. [message] SAMGR_SendSharedDirectRequest: Put Exchange into Qid:[956512],type[4], request.msgId[0]+msgValue[0]: 
  42.  
  43.   
  44.  
  45. ---------------------------------------------------- 
  46.  
  47. [task_manager] SAMGR_StartTaskPool: 
  48.  
  49.         CreateTask[Bootstrap(Tid: 0xe87c0), size(2048), Prio(25)]-OK! 
  50.  
  51. [task_manager] SAMGR_StartTaskPool: 
  52.  
  53.         CreateTask[Broadcast(Tid: 0xe875c), size(2048), Prio(32)]-OK! 
  54.  
  55. [task_manager] SAMGR_StartTaskPool: 
  56.  
  57.         CreateTask[hiview(Tid: 0xe8824), size(2048), Prio(24)]-OK! 
  58.  
  59. ---------------------------------------------------- 
  60.  
  61. [samgr_lite] InitCompleted: services[3-0] inited, OK! END! 
  62.  
  63. [samgr_lite] SAMGR_Bootstrap. End. 

 進(jìn)入SAMGR_Bootstrap() 函數(shù)中：

首先創(chuàng)建一個空的臨時向量Vector initServices，用于收集還沒有初始化的服務(wù)。

接著遍歷g_samgrImpl.services向量中登記在冊的所有serviceImpl對象，查看它們的inited標(biāo)記是否為SVC_INIT，是則表示對應(yīng)的service需要做初始化，將其加入到臨時的向量表中;inited標(biāo)記如果不是SVC_INIT，則表示對應(yīng)的service已經(jīng)初始化過了，不需要再次初始化，也就不用加入到臨時的向量表中。

接著通過InitializeAllServices(&initServices)把記錄在initServices臨時向量中的serviceImpl列表依次初始化一遍，也就是根據(jù)具體的service提供的TaskConfig參數(shù)，創(chuàng)建Queue和TaskPool這些運(yùn)行環(huán)境。通過AddTaskPool()及其參數(shù)，為不同的service創(chuàng)建不同的TaskPool，這里有三種task類型，我們重點(diǎn)關(guān)注一下“SHARED_TASK”這種，詳情見前文《系統(tǒng)服務(wù)框架子系統(tǒng)-2》中，對SHARED_TASK類型的分析。

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跑完AddTaskPool()之后，各個service都有了自己的QueueID/TaskPool資源了，InitializeSingleService(serviceImpl)就會發(fā)送SharedDirectRequest(消息類型type=4，即MSG_DIRECT)到各自service的Queue中，等待消息被處理。

接下來就是啟動service task了。

InitializeAllServices()內(nèi)，依次為臨時向量initServices中的每個serviceImpl調(diào)用SAMGR_StartTaskPool (serviceImpl->taskPool, name); 來為service創(chuàng)建任務(wù)。

SAMGR_StartTaskPool() 代碼片段如下圖：

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它創(chuàng)建和啟動service任務(wù)/線程，線程入口是TaskEntry()函數(shù)，位于task_manager.c文件內(nèi)。

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各個服務(wù)的TaskEntry線程，監(jiān)控著各自的消息隊(duì)列Queue，從中檢出消息，獲取Exchange封裝的數(shù)據(jù)，根據(jù)里面的相關(guān)標(biāo)記調(diào)用相關(guān)的msg handler來進(jìn)行對應(yīng)的處理。

至此，SAMGR_Bootstrap()函數(shù)就跑完了，samgr將會與services進(jìn)入一種動態(tài)的互動關(guān)系中。

既然所有的service的消息隊(duì)列以及任務(wù)都已經(jīng)開始工作了，那上面InitializeSingleService(serviceImpl)發(fā)送的SharedDirectRequest(消息類型type=4，即MSG_DIRECT)，就會被各自service的TaskEntry線程收到并進(jìn)行處理。

第一個service的線程啟動并進(jìn)入while(1)循環(huán)，監(jiān)控消息隊(duì)列，獲取消息，通過Sid和Qid可以知道這是Broadcast服務(wù)首先對消息進(jìn)行處理。MSG_DIRECT消息處理的handle是HandleInitRequest()，這是samgr自己直接處理的初始化流程，這里將會調(diào)用Broadcast服務(wù)的生命周期函數(shù)之一的Initialize() 對服務(wù)進(jìn)行初始化，Broadcast service下存在feature，也會同時調(diào)用feature的OnInitialize對feature進(jìn)行初始化，如下log所示：

  1.   TaskEntry(Qid:956468) into while(1) wait for MSG from queue.... 
  2.  
  3.         TaskEntry(Qid:956468) Recv MSG: 
  4.  
  5.                 request.msgId[0]+msgValue[0] -->> Sid[1],Fid[-1],Qid[0] 
  6.  
  7.                 type[4]:MSG_DIRECT/DirectRequest by handler 
  8.  
  9. [samgr_lite] HandleInitRequest. to Init service:[Broadcast]Sid[1] and its features, updating Qid-->> 
  10.  
  11. [broadcast_service] Initialize.[Sid:1, Fid:-1, Qid:956468] 
  12.  
  13. [pub_sub_feature] OnInitialize(featureName[Provider and subscriber], [Sid:1, Fid:0, Qid:956468]) 
  14.  
  15.         -->>updated Qid[956468] 
  16.  
  17. [samgr_lite] InitCompleted: services[3-0] inited, OK! END! 

第二個service的線程啟動并進(jìn)入while(1)循環(huán)，監(jiān)控消息隊(duì)列，獲取消息，通過Sid和Qid可以知道這是Bootstrap服務(wù)要對消息進(jìn)行處理。仍然是MSG_DIRECT消息處理，samgr的HandleInitRequest()的初始化流程，調(diào)用Bootstrap服務(wù)的生命周期函數(shù)之一的Initialize() 對服務(wù)進(jìn)行初始化，沒有feature，如下log：

  1.     TaskEntry(Qid:956424) into while(1) wait for MSG from queue.... 
  2.  
  3.         TaskEntry(Qid:956424) Recv MSG: 
  4.  
  5.                 request.msgId[0]+msgValue[0] -->> Sid[0],Fid[-1],Qid[0] 
  6.  
  7.                 type[4]:MSG_DIRECT/DirectRequest by handler 
  8.  
  9. [samgr_lite] HandleInitRequest. to Init service:[Bootstrap]Sid[0] and its features, updating Qid-->> 
  10.  
  11. [bootstrap_service] Initialize.[Sid:0, Fid:-1, Qid:956424] 
  12.  
  13.         -->>updated Qid[956424] 
  14.  
  15. [samgr_lite] InitCompleted: services[3-2] inited, OK! END! 

 第三個service的線程啟動并進(jìn)入while(1)循環(huán)，監(jiān)控消息隊(duì)列，獲取消息，通過Sid和Qid可以知道這是hiview服務(wù)要對消息進(jìn)行處理。仍然是MSG_DIRECT消息處理，samgr的HandleInitRequest()的初始化流程，調(diào)用hiview服務(wù)的生命周期函數(shù)之一的Initialize() 對服務(wù)進(jìn)行初始化，沒有feature，如下log：

  1.    TaskEntry(Qid:956512) into while(1) wait for MSG from queue.... 
  2.  
  3.         TaskEntry(Qid:956512) Recv MSG: 
  4.  
  5.                 request.msgId[0]+msgValue[0] -->> Sid[2],Fid[-1],Qid[0] 
  6.  
  7.                 type[4]:MSG_DIRECT/DirectRequest by handler 
  8.  
  9. [samgr_lite] HandleInitRequest. to Init service:[hiview]Sid[2] and its features, updating Qid-->> 
  10.  
  11. [hiview_service] Initialize([Sid:2, Fid:-1, Qid:956512]) 
  12.  
  13.         -->>updated Qid[956512] 
  14.  
  15. [samgr_lite] InitCompleted: services[3-3] inited, OK! ... 

 從“InitCompleted: services[3-3] inited, OK!”這句log可以知道，三個系統(tǒng)服務(wù)(包括它們的feature)都已經(jīng)啟動完畢了，進(jìn)入InitCompleted()去看一下：

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到這里，第一階段的系統(tǒng)服務(wù)就初始化完畢了，status也從1[BOOT_SYS_WAIT]轉(zhuǎn)變到2[BOOT_APP]，接下來要進(jìn)入BOOT_APP階段了，這里會發(fā)送BOOT_SYS_COMPLETED消息給Bootstrap，讓Bootstrap調(diào)用MessageHandle()來處理該消息，去開啟APP service和feature的啟動：

  1. [samgr_lite] InitCompleted: status[1->2:BOOT_APP], all core system services Initialized! 
  2.  
  3.         Going to SendBootRequest(msgId[0-BOOT_SYS_COMPLETED], msgValue:3) 
  4.  
  5. [samgr_lite] SendBootRequest(to Bootstrap(Sid:0, Qid:956424), request.msgId[0]+msgValue[3]) ->Handler: SAMGR_Bootstrap()      
  6.  
  7. [message] SAMGR_SendRequest: Put Exchange into Qid:[956424],type[1], request.msgId[0]+msgValue[3]: 

 上面的流程僅僅是啟動了用SYS_SERVICE_INIT()和SYS_FEATURE_INIT() 標(biāo)記的系統(tǒng)service和feature，而通過SYSEX_SERVICE_INIT/APP_SERVICE_INIT/ SYSEX_FEATURE_INIT/APP_FEATURE_INIT 標(biāo)記的APP service和feature(如在前面提到的示例程序samgr里定義的一部分service和feature)，則會在上面這一步，通過發(fā)送BOOT_SYS_COMPLETED消息到Bootstrap的消息隊(duì)列中，讓Bootstrap調(diào)用MessageHandle()來處理該消息：

  1. TaskEntry(Qid:956424) Recv MSG: 
  2.  
  3.              request.msgId[0]+msgValue[3] -->> Sid[0],Fid[-1],Qid[956512] 
  4.  
  5.              type[1]:0MSG_NON/1CON/3SYNC/Request by service MessageHandle 
  6.  
  7. otstrap_service] MessageHandle(Bootstrap, request.msgId[0]+msgValue[3]) 
  8.  
  9.      case BOOT_SYS_COMPLETED[0]: flag[0] 
  10.  
  11.      todo INIT_APP_CALL(service)/INIT_APP_CALL(feature) 

 Bootstrap的MessageHandle()消息處理函數(shù)通過調(diào)用INIT_APP_CALL(service)和INIT_APP_CALL(feature)來完成APP service和Feature的啟動，從而提供用戶定義的服務(wù)和功能。

Hi3861默認(rèn)是沒有APP service/feature的，可以打開samgr示例程序中的service_example和feature_example來進(jìn)行驗(yàn)證：

注冊service_example服務(wù)

  1. 注冊service_example服務(wù)   
  2.  
  3. [service_example] SYSEX_SERVICE_INIT(Init). example_service 
  4.  
  5. [samgr_lite] RegisterService(Name:example_service)->Sid[3] 
  6.  
  7. [samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[example_service], feature[(null)]) 
  8.  
  9. 注冊service_example服務(wù)的example_feature 
  10.  
  11. [feature_example] SYSEX_FEATURE_INIT(Init). example_service:example_feature 
  12.  
  13. [samgr_lite] RegisterFeature(serviceName:example_service, featureName:example_feature)->Fid[0] 
  14.  
  15. [samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[example_service], feature[example_feature]) 
  16.  
  17.                                 -->>flag[1](0x01:LOAD_FLAG) 
  18.  
  19. [message] SAMGR_SendResponseByIdentity(Sid[0],Fid[-1],Qid[956424]): request.msgId[0]+msgValue[3] 
  20.  
  21. [message] SAMGR_SendResponse: Put Exchange into Qid:[956424],type[2], request.msgId[0]+msgValue[3]: 

 對service_example和feature_example，又跑一遍上面的ABC三步，創(chuàng)建example_service的queue、taskpool和task，service_example的線程啟動并進(jìn)入while(1)循環(huán)，監(jiān)控消息隊(duì)列，獲取消息，處理消息，與上邊的三個系統(tǒng)服務(wù)基本沒什么差別了。

跑到下面這一步，APP service和feature都已經(jīng)全部啟動完畢，各個服務(wù)的task都在監(jiān)控自己的消息隊(duì)列，隨時處理收到的消息，系統(tǒng)進(jìn)入到了BOOT_DYNAMIC_WAIT 這個穩(wěn)定的狀態(tài)了。

我為了驗(yàn)證service_example和feature_example提供的服務(wù)和功能，增加了BOOT_DEBUG和BOOT_DEBUG_WAIT兩個狀態(tài)，所以又多跑了下面的一部分流程，在現(xiàn)實(shí)的設(shè)備應(yīng)用環(huán)境中，也有可能會有各種情況下的類似的調(diào)用導(dǎo)致相關(guān)消息的發(fā)送和處理。

  1.  TaskEntry(Qid:956424) Recv MSG: 
  2.  
  3.                 request.msgId[1]+msgValue[4] -->> Sid[0],Fid[-1],Qid[956424] 
  4.  
  5.                 type[2]:MSG_ACK/Response by SAMGR_Bootstrap 
  6.  
  7.                 response.data:"Bootstrap MessageHandle: BOOT_APP_COMPLETED" 
  8.  
  9. [samgr_lite] SAMGR_Bootstrap(status[5:BOOT_DYNAMIC_WAIT]). Begin:       size=4 
  10.  
  11. [samgr_lite] InitCompleted: services[4-4] inited, OK! ... 
  12.  
  13.   
  14.  
  15. [samgr_lite] InitCompleted: status[5->6:BOOT_DEBUG], Going to run TEST_CASE 
  16.  
  17.         Going to SendBootRequest(msgId[3-BOOT_TEST_RUN], msgValue:4) 
  18.  
  19. [samgr_lite] SendBootRequest(to Bootstrap(Sid:0, Qid:956424), request.msgId[3]+msgValue[4]) ->Handler: SAMGR_Bootstrap()      
  20.  
  21. [message] SAMGR_SendRequest: Put Exchange into Qid:[956424],type[1], request.msgId[3]+msgValue[4]: 
  22.  
  23. [samgr_lite] SAMGR_Bootstrap. End. 

 接下來的大段log就是開始跑 service_example.c 里的RunTestCase()和feature_example里的RunTestCase()，以及由此引發(fā)的各種消息的發(fā)送和處理了，通過這些測試用例，可以進(jìn)一步理解service/feature的工作流程和相關(guān)API的調(diào)用關(guān)系，感興趣的同學(xué)可以自行了解一下，這里就不進(jìn)一步分析了。

以后開發(fā)者開發(fā)自己的service/feature到實(shí)際應(yīng)用中去的時候，service/feature的生命周期和工作流程，將會與上面的流程保持一致。

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