【初心者向け】Amazon SQSとは? 基本的な概要、ユースケース、おすすめの勉強方法を解説

【初心者向け】Amazon SQSとは? 基本的な概要、ユースケース、おすすめの勉強方法を解説

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マイクロサービス間の連携、どうすればスムーズにできるかな? 同期だと、1つが止まると全部止まっちゃうリスクがあるし…

急なアクセス増加にも耐えられるように、リクエストをうまく分散させたい… 時間のかかる重い処理も、他のユーザー体験を損なわずにバックグラウンドで実行したい。

システムの成長と共に、コンポーネント間の連携は複雑化し、パフォーマンスや可用性に対する要求も高まります。

特にマイクロサービスアーキテクチャを採用する場合、サービス間の通信をどのように設計するかは、システム全体の成功を左右する重要な要素です。

もしあなたが、「システムの安定性を高めたい」「負荷変動に強いアーキテクチャを構築したい」「サービス間の依存関係を減らしたい」といった課題を感じているなら、AWSが提供する Amazon Simple Queue Service (SQS) が解決策となるかもしれません。

SQSは、あらゆる規模のアプリケーション間で、メッセージを安全かつ確実に送受信できるフルマネージド型のメッセージキューイングサービスです。

サーバーの管理は不要で、高いスケーラビリティと可用性を備えています。

SQSを活用することで、システム間の連携を非同期化し、疎結合なアーキテクチャを実現することが容易になります。

この記事では、SQSの基本的な概念から、その仕組み、メリット・デメリット、ユースケース、料金体系、そしてオススメの勉強方法について初心者にも分かりやすく、かつ実践的に解説していきます。

この記事を通じて、以下の点を理解できるようになります。

  • SQSとは何か、その基本的な役割と仕組み
  • SQSを利用することの具体的なメリットと、考慮すべきデメリット・注意点
  • SQSがどのような場面で効果を発揮するのか(代表的なユースケース)
  • SQSの料金がどのように決まるのか、コストを最適化するヒント
  • SNS、Kinesis、EventBridgeといった他のAWSサービスとの違いと使い分けのポイント

結論を先に述べるとSQSは、システムの信頼性、スケーラビリティ、そして保守性を向上させるための、非常に強力でコスト効率の良いツールです。

SQSについて学びたい方は日本最大のAWS学習プラットフォームであるCloudTechを活用して学ぶのがおすすめです。

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Amazon SQSとは?メッセージキューイングの基本

Amazon SQSとは?メッセージキューイングの基本

まず、SQSの正式名称 Amazon Simple Queue Service を紐解いてみましょう。SQSは、AWSが提供する「シンプル」で「フルマネージド」な「メッセージキューイング」サービスです。

フルマネージドとは、ユーザーがサーバーの運用管理(OSのパッチ適用、スケーリング、冗長化など)を行う必要がないことを意味します。AWSが裏側で全て管理してくれるため、開発者はアプリケーションのロジック開発に集中できます。

メッセージキューイングとは、データを送る側(プロデューサー)と受け取る側(コンシューマー)の間に**「キュー」**と呼ばれる一時的な保管場所を設ける仕組みです。プロデューサーはキューにメッセージ(データ)を送信し、コンシューマーは自分のタイミングでキューからメッセージを取得して処理します。

これにより、プロデューサーとコンシューマーは非同期に動作でき、互いに直接依存しない疎結合な関係になります。

例えば、Webサーバー(プロデューサー)が受け付けたリクエストを一旦SQSキューに入れ、バックエンドの処理サーバー(コンシューマー)が後でキューから取り出して処理する、といった構成が可能になります。

メッセージキューイングのメリット

なぜメッセージキューイングを使うのでしょうか? 主な利点は以下の通りです。

  • 疎結合 (Decoupling): プロデューサーとコンシューマーが直接やり取りしないため、互いの存在や状態を知る必要がありません。これにより、システムの変更や障害の影響範囲を限定できます。
  • 非同期処理 (Asynchronous Processing): プロデューサーはメッセージをキューに送信したら、コンシューマーの処理完了を待たずに次のタスクに進めます。これにより、システム全体の応答性が向上します。
  • 耐障害性 (Fault Tolerance): コンシューマーが一時的に利用できなくなっても、メッセージはキューに安全に保持されます。コンシューマーが復旧すれば処理を再開できます。
  • 負荷平準化 (Load Leveling): リクエストが一時的に急増しても、キューがバッファとなり、コンシューマーは自身の処理能力に合わせてメッセージを処理できます。これにより、バックエンドシステムへの負荷を平準化できます。

つまり、メッセージキューイングは、システムをより柔軟で、安定的で、拡張しやすくするための重要な設計パターンなのです。SQSは、このメッセージキューイングを手軽に、かつ高信頼に実現するためのサービスと言えます。

SQSの仕組み:メッセージの流れを理解する

SQSの仕組み:メッセージの流れを理解する

SQSがどのようにメッセージを処理しているのか、もう少し内部的な仕組みと、メッセージがたどる「ライフサイクル」を見ていきましょう。

主要なコンポーネント

SQSを利用する上で理解しておくべき主要な要素です。

  • プロデューサー (Producer): キューにメッセージを送信するアプリケーションやコンポーネント。
  • SQSキュー (Queue): メッセージを一時的に格納する場所。高可用性・高耐久性を持つAWS管理のリソース。
  • コンシューマー (Consumer): キューからメッセージを受信し、処理を実行するアプリケーションやコンポーネント。
  • メッセージ (Message): 送受信されるデータ本体。最大256KBのテキストデータ。各メッセージには一意のメッセージIDが付与されます。

メッセージのライフサイクル

メッセージのライフサイクル

SQSに送信されたメッセージが処理され、最終的に削除されるまでの流れ(ライフサイクル)は、信頼性を確保するために重要なステップを含んでいます。

  1. 送信 (Send): プロデューサーがメッセージをキューに送信します。メッセージはキューに格納され、処理を待ちます。
  2. 受信 (Receive): コンシューマーがキューからメッセージを受信します。この際、メッセージはキューから消えるのではなく、他のコンシューマーから一時的に見えなくなります。
  3. 処理 (Process): コンシューマーは受信したメッセージの内容に基づいて、必要な処理を行います。この間、メッセージは「飛行中(In Flight)」の状態です。
  4. 削除 (Delete): コンシューマーが処理を正常に完了したら、そのメッセージをキューから明示的に削除します。これにより、同じメッセージが再処理されるのを防ぎます。
  5. 可視性タイムアウト (Visibility Timeout): ステップ2でメッセージが受信されてからステップ4で削除されるまでの間、他のコンシューマーが同じメッセージを受信しないように保護する期間です。この時間内に処理と削除が完了しない場合、メッセージは再び可視状態になり、再処理される可能性があります。このタイムアウト値の設定が重要です。
  6. デッドレターキュー (DLQ)への移動: 何度受信・再試行しても正常に処理できないメッセージ(ポイズンピル)を隔離するための仕組みです。設定された最大受信回数を超えると、メッセージは自動的に指定されたDLQに移動され、本流の処理を妨げることを防ぎます。DLQの設定と監視も重要です。

コンシューマーは、処理が正常に完了したら必ずメッセージを削除(Delete)しなければなりません。 これを忘れると、可視性タイムアウト後に同じメッセージが再配信され、意図しない重複処理が発生する原因となります。

SQSの2つのキュータイプ:標準キューとFIFOキュー

SQSの2つのキュータイプ:標準キューとFIFOキュー

SQSには、アプリケーションの要件に応じて選択できる2つのキュータイプがあります。それぞれの特性を理解し、適切に使い分けることが重要です。

標準キュー (Standard Queue) – 高スループット重視

デフォルトで作成されるキュータイプです。

  • 最大限のスループット – 秒間ほぼ無制限のAPIコールが可能で、非常に高い処理能力を持ちます。
  • At-Least-Once配信 – メッセージは少なくとも1回は配信されますが、ネットワーク状況などにより稀に重複して配信される可能性があります。
  • ベストエフォート順序付け – メッセージは概ね送信された順序で配信されますが、分散システムの特性上、順序が入れ替わる可能性があり、保証はされません。

標準キューは、処理順序が重要でなく、重複処理が可能(または対策済み)で、高いスループットが求められるケースに適しています。例: 大量ログの非同期処理、独立タスクの実行(メール送信、サムネイル生成など)。

FIFOキュー (First-In, First-Out Queue) – 順序と正確性重視

FIFOキュー (First-In, First-Out Queue) - 順序と正確性重視

メッセージの処理順序と、1回だけの処理を保証するために設計されています。

  • FIFO配信 (順序保証) – メッセージは、送信された順序通りにコンシューマーに配信されます(同一メッセージグループID内)。
  • Exactly-Once処理 – メッセージが重複して処理されることはありません。SQSが重複排除を管理します。
  • メッセージグループID – 同じグループIDを持つメッセージは順序保証されます。異なるグループIDのメッセージは並行処理が可能です。
  • スループット制限 – 標準キューより処理能力に上限があります(上限緩和可能)。

FIFOキューは処理順序の維持が必須、または処理の重複が許されない場合に選択します。例: 金融取引処理、コマンド実行シーケンス、状態遷移管理など。

POINT

標準キューとFIFOキューのどちらを使うべき?

  • 高スループット最優先、順序不問、重複許容 → 標準キュー
  • 順序保証必須、または重複処理不可 → FIFOキュー

迷ったら、まずは標準キューの利用を検討し、要件上どうしてもFIFOが必要な場合にFIFOキューを選択するのが一般的です。FIFOキューは料金が高く、スループットに制限がある点も考慮しましょう。

Amazon SQSのメリット

Amazon SQSのメリット

SQSを導入することで、システム開発や運用において多くのメリットが得られます。具体的に見ていきましょう。

  • 運用負荷の軽減: フルマネージドサービスであるため、サーバーの構築、OS・ミドルウェアの管理、パッチ適用、スケーリング、冗長化といったインフラ運用から解放されます。
  • 高いスケーラビリティ: メッセージの量に応じて自動的にスケールするため、トラフィックの増減に柔軟に対応できます。手動でのキャパシティ調整は不要です。
  • 高可用性と耐久性: メッセージは複数の物理的に離れたデータセンター(AZ)に自動的に複製・保存されるため、単一障害点のリスクが低く、高い可用性とデータの耐久性を実現します。
  • 疎結合の促進: プロデューサーとコンシューマーが直接通信せず、キューを介して連携するため、コンポーネント間の依存関係を低減できます。これにより、開発・テスト・デプロイの独立性が高まり、システムの変更や拡張が容易になります。
  • 耐障害性の向上: コンシューマー側の障害時にも、メッセージはキューに安全に保持されます。障害からの復旧後、処理を再開できるため、システム全体の安定性が向上します。負荷急増時のバッファとしても機能します。
  • コスト効率: 利用した分だけ支払う従量課金制であり、アイドル時にはほとんどコストがかかりません。無料利用枠もあるため、低コストで利用を開始できます。
  • AWSサービスとの連携: Lambda、EC2、S3、SNS、EventBridgeなど、他のAWSサービスとシームレスに連携でき、モダンなアーキテクチャ(サーバーレス、イベント駆動など)を効率的に構築できます。

これらのメリットにより、SQSは開発者がインフラの心配をすることなく、アプリケーションの価値向上に集中できる環境を提供します。

Amazon SQSのデメリット

Amazon SQSのデメリット

SQSは非常に強力なサービスですが、利用する際には以下の点を理解し、注意する必要があります。

  • 標準キューの非順序性: 標準キューではメッセージの処理順序は保証されません。
  • 標準キューの重複配信リスク: 標準キューは「At-Least-Once配信」であり、ごく稀にメッセージが重複する可能性があります。コンシューマー側で**冪等性(べきとうせい)**を確保する設計が重要です。
  • メッセージサイズ上限 (256KB): 1メッセージあたりのサイズに制限があります。大きなデータを扱うにはS3連携(Claim Checkパターン)などの工夫が必要です。
  • 可視性タイムアウトの調整: アプリケーションの処理時間に合わせて適切に設定しないと、重複処理や処理遅延の原因となります。
  • ロングポーリングの推奨: ショートポーリングは非効率なため、コストとパフォーマンスの観点からロングポーリングの利用が基本となります。
  • FIFOキューのスループット制限: FIFOキューは標準キューほどの高スループットは出ません。性能要件を確認する必要があります。
  • モニタリングの必要性: キューの状態(滞留数、処理時間など)やDLQを継続的に監視し、問題発生に備える必要があります。

特に冪等性(べきとうせい)は、標準キューを使う上で非常に重要な概念です。冪等性とは「ある操作を1回行っても、複数回行っても、結果が同じである」性質を指します。コンシューマーの処理を冪等に設計することで、万が一メッセージが重複して配信されても、システムの状態が不正になることを防げます。

Amazon SQSのユースケース

Amazon SQSのユースケース

SQSは、その柔軟性と信頼性から、様々なアプリケーションやアーキテクチャで活用されています。ここでは、代表的な利用シーンをいくつかご紹介します。

1. マイクロサービス間の非同期連携

複数のマイクロサービス間でデータを連携させる際の通信手段としてSQSを利用します。

例えば、「注文受付サービス」が注文情報をSQSキューに送信し、「在庫管理サービス」「決済サービス」「通知サービス」などがそれぞれキューからメッセージを取得して処理を進めます。

サービス間の依存関係を断ち切り、疎結合で回復力の高いシステムを実現できます。

2. バッチ処理・タスク処理のキューイング

時間のかかる処理や、非同期で実行したいタスク(例:動画エンコード、レポート生成、メール一括送信)をSQSキューに投入します。

処理を実行するワーカー(EC2インスタンスやLambda関数など)がキューからタスクを取得し、自分のペースで処理を実行します。

メインのアプリケーションの応答性を損なうことなく、重い処理を実行できます。FIFOキューを使えば、タスクの実行順序も保証できます。

3. 負荷変動への対応(リクエストバッファリング)

3. 負荷変動への対応(リクエストバッファリング)

Webサイトへのアクセス集中など、一時的に大量のリクエストが発生する場合、SQSをバッファとして利用します。

フロントエンドはリクエストをSQSキューに格納し、バックエンドの処理システムはキューから処理可能な量だけリクエストを取り出して処理します。

バックエンドシステムが過負荷になるのを防ぎ、システム全体の安定性を維持します。

4. イベント駆動型アーキテクチャの部品

S3へのファイルアップロード、DynamoDBの更新、あるいはカスタムアプリケーションからのイベントなど、様々なイベントソースからの通知を受け取り、後続処理を起動する際にSQSが利用されます。

例えば、Amazon EventBridgeで特定のイベントをフィルタリングし、そのターゲットとしてSQSキューを指定、さらにそのキューをトリガーとしてLambda関数を実行する、といった連携が可能です。

イベント発生に応じて柔軟かつスケーラブルに処理を実行できます。

5. ワークフローのステップ間連携

複数のステップから構成されるビジネスプロセスにおいて、各ステップの完了をトリガーに次のステップの処理依頼をSQSキューに送信する、といった形でワークフローを構築できます。

AWS Step Functionsと組み合わせることで、より複雑な条件分岐や並列処理、エラーハンドリングを含むワークフローも実現可能です。

これらはあくまで一例です。SQSの基本的な役割である「非同期メッセージングによる疎結合化」は、アイデア次第で様々なシステムの課題解決に応用できます。

Amazon SQSの使い方

Amazon SQSの使い方

SQSを実際にシステムに組み込む際の基本的な手順を、ステップごとに見ていきましょう。(詳細なAPIのパラメータやコード例はAWS公式ドキュメントをご参照ください)

  1. SQSキューを作成する
    • AWSマネジメントコンソール、CLI、またはSDKを使ってSQSキューを作成します。
    • キュー名キュータイプ(標準 or FIFO)を選択します。
    • 必要に応じて、可視性タイムアウトメッセージ保持期間DLQなどのオプションを設定します。
  2. プロデューサー(送信側)を実装する
    • アプリケーション内でAWS SDKを初期化します。
    • 送信先のキューURLメッセージ本文を指定して、SendMessageまたはSendMessageBatch APIを呼び出します。
    • FIFOキューの場合は、メッセージグループID(必須)と必要に応じてメッセージ重複排除IDを指定します。
  3. コンシューマー(受信側)を実装する
    • アプリケーション内でAWS SDKを初期化します。
    • 受信対象のキューURLを指定し、ReceiveMessage APIを呼び出します。ロングポーリング(WaitTimeSeconds)の利用を推奨します。
    • 応答からメッセージ本文とReceipt Handleを取得します。
    • メッセージ本文に基づいて処理を実行します。
    • 処理が正常に完了したら、Receipt Handleを使ってDeleteMessageまたはDeleteMessageBatch APIを呼び出し、メッセージを削除します。
    • エラー発生時の処理(リトライ、ログ記録など)を実装します。
  4. IAM権限を設定する
    • プロデューサー、コンシューマーが動作する環境(EC2, Lambdaなど)のIAMロールに必要なSQSアクション(SendMessage, ReceiveMessage, DeleteMessageなど)を許可するポリシーをアタッチします。
    • 対象キューのARNを指定し、最小権限の原則に従います。
  5. モニタリングとアラームを設定する
    • CloudWatchでキューのメトリクス(滞留メッセージ数、メッセージ経過時間など)を監視します。
    • 異常(例:メッセージの長時間滞留、DLQへの流入)を検知するためのCloudWatchアラームを設定し、通知を受け取れるようにします。

これらの基本的な流れを理解し、各ステップで適切な設定と実装を行うことが、SQSを効果的に活用する鍵となります。

Amazon SQSの料金体系

Amazon SQSの料金体系

SQSは、利用した分だけ課金される従量課金モデルを採用しており、一般的に非常に低コストで利用できます。主な課金要素は以下の2つです。

  • APIリクエスト数: メッセージの送受信(SendMessage, ReceiveMessage)、削除(DeleteMessage)など、SQS APIの呼び出し回数に基づいて課金されます。料金は通常「100万リクエストあたり」で設定され、標準キューとFIFOキューで単価が異なります。リクエストは64KB単位のペイロードチャンクでカウントされる点に注意が必要です。
  • データ転送量: SQSキューとの間で送受信されるデータ量(主にキューからのデータ転送アウト)に応じて課金されます。AWSリージョン外への転送や、同一リージョン内でもAZ間転送には料金が発生します。

無料利用枠

  • SQSには毎月100万件の無料APIリクエスト枠が提供されています。

コスト削減のポイント

コスト削減のポイント
  • APIリクエスト数を減らすために、バッチAPISendMessageBatch, DeleteMessageBatch, ReceiveMessageで複数受信)を積極的に利用する。
  • コンシューマー側でロングポーリングWaitTimeSeconds > 0)を有効にし、空のレスポンスによる不要なReceiveMessage呼び出しを減らす。
  • FIFOキューの機能が不要であれば、より安価な標準キューを選択する。
POINT

最新かつ詳細な料金情報は、必ずAWS公式サイトで確認してください。AWS Pricing Calculatorを使って、予想される利用量に基づいたコスト試算を行うことも有効です。

SQSと他のAWSサービスとの比較:SNS, Kinesis, EventBridge

SQSと他のAWSサービスとの比較:SNS, Kinesis, EventBridge

AWSにはメッセージングやイベント処理に関連するサービスが複数存在します。SQSとよく比較される代表的なサービスとの違いを理解し、適切に使い分けることが重要です。

SQS vs SNS (Simple Notification Service)

  • SQS: メッセージキュー (1対1)。1つのメッセージを1つのコンシューマーが処理するモデル(プル型)。タスク処理の分離に使う。
  • SNS: Pub/Sub (1対多、ファンアウト)。1つのメッセージを複数のサブスクライバー(SQS, Lambda, Email等)に通知・配信するモデル(プッシュ型)。イベント通知に使う。

SQS vs Kinesis Data Streams

  • SQS: 個別メッセージの処理。処理後にメッセージは削除される。
  • Kinesis Data Streams: リアルタイムデータストリームの処理。データは一定期間保持され、複数のコンシューマーがリプレイ(再読み込み)可能。シャード単位で順序保証。大量データ処理、リアルタイム分析に使う。

SQS vs EventBridge

  • SQS: メッセージキュー。タスク処理のキューイングに特化。
  • EventBridge: イベントバス。多様なソースからのイベントを受け取り、ルールに基づいてターゲットにルーティングする。フィルタリング、スキーマ管理、SaaS連携などの機能が豊富。イベント駆動アーキテクチャのハブとして使う。
POINT

これらのサービスは競合するだけでなく、互いに連携して利用されることも多々あります。例えば、「EventBridgeで受けたイベントをフィルタリングし、SQSキューに送信してLambdaで非同期処理する」といった構成は非常に一般的です。目的に応じて最適なサービスを選択・組み合わせることが重要です。

まとめ:Amazon SQSで堅牢なシステムを構築しよう

まとめ:Amazon SQSで堅牢なシステムを構築しよう

この記事では、Amazon SQSについて、その基本概念から仕組み、メリット・デメリット、具体的なユースケース、料金体系、そして他のAWSサービスとの比較まで、包括的に解説しました。

SQSは、アプリケーションコンポーネント間の非同期通信をシンプルかつ確実に実現し、システムの疎結合化、スケーラビリティ、耐障害性を向上させるための、非常に強力で不可欠なサービスです。

  • 標準キューFIFOキューを適切に選択する。
  • マイクロサービス、バッチ処理、イベント連携など多様な場面で活用する。
  • メリットを活かしつつ、冪等性、サイズ制限、タイムアウト管理などの注意点を考慮して設計する。
  • 料金体系を理解し、バッチAPIやロングポーリングでコストを最適化する。
  • 関連サービスとの違いを理解し、アーキテクチャに合わせて使い分ける、あるいは組み合わせる

SQSを効果的に利用することで、複雑化する現代のシステム要件に対応し、より回復力が高く、柔軟で、拡張性のあるアプリケーションを構築することが可能になります。ぜひ、この知識を活かして、SQSの導入・活用を進めてみてください。

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ハンズオン学習で学べる内容

  • IAMロールをEC2にアタッチして権限の変化を確認する
  • SQSハンズオン概要説明/標準キュー/FIFOキュー/DLQの動作確認
  • CloudTrail有効化/整合性の検証
  • Lambda同期呼び出し/非同期呼び出し
  • CloudWatchでログ監視をする
  • 自宅PCからEC2にログインしよう
  • IAMポリシーをグループにアタッチして表示の変化を確認する
  • Aurora作成-接続/手動フェイルオーバーによる動作確認/レプリカオートスケーリング/クローン取得
  • SSM セッションマネージャーで接続/RunCommand実行
  • CloudWatchエージェントインストールのハンスオン
  • Systems Manager(SSM)パラメーターストア/デモ(CloudWatch Agentインストール)
  • SQS標準キュー/FIFOキュー/DLQの動作確認
  • Step Functionsを使用したLambdaのハンドリング
  • GlueとAthenaを組みあわせたハンズオン
  • マルチアカウント/Organizationsメンバーアカウント作成とスイッチロール設定
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  • FSx for Windowsを複数のWindowsインスタンスからアタッチ
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  • 基本会員:13,700円⇨12,450円 (1,250円 OFF)
  • 永久会員:54,800円⇨49,800円 (5,000円 OFF)

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希望のプランを確認して「割引コードをお持ちですか?」から割引コードの入力を選びます。

CloudTech クラウドテック 割引コード 使い方

割引コードの入力ができるので、当サイトのクーポンコードを入力後に適用を選びます。

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注意

経済産業省による2025年3月末までの3Dセキュア2.0 対応の義務化による影響でクレジットカードの決済がうまくいかない場合があります。

3Dセキュアを設定済みでも決済がエラーではじかれる場合があります。

  • 3Dセキュアに対応していない場合 ➡︎ クレジットカードの3Dセキュアを設定する / PayPal決済に切り替える
  • 3Dセキュアに対応してもダメな場合 ➡︎ PayPal決済に切り替える

*「PayPalで支払う」を選択した後の画面では、お名前(姓名)の入力箇所は「カタカナ」と「漢字」で入力ですることを推奨します。

(「ひらがな」と「漢字」だとエラーとなり決済が進まないことがあります)

*PayPal決済の利用に費用はかかりません。

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