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SpringBoot注解应用详解
SpringBoot注解应用详解
### 摘要
本文介绍了SpringBoot框架中参数相关注解的使用方法。通过HTML格式展示，包括DOCTYPE声明、html标签、head标签和body标签。在head标签中，定义了字符集为UTF-8，并设置了页面标题。在body标签中，使用h1标签显示标题“基本注解”，并提供了一个示例链接，演示了如何使用@PathVariable注解获取URL中的路径变量。具体代码示例如下：
```html
<a href="/monster/100/king">@PathVariable-路径变量：/monster/100/king</a>
```
### 关键词
SpringBoot, 注解, 参数, HTML, 路径
## 一、SpringBoot注解概述
### 1.1 注解在SpringBoot中的作用
在现代Web开发中，SpringBoot框架以其简洁和高效的特点受到了广泛欢迎。注解作为SpringBoot的核心机制之一，极大地简化了开发过程，提高了代码的可读性和可维护性。注解在SpringBoot中的主要作用可以概括为以下几点：
1. **简化配置**：通过注解，开发者可以避免大量的XML配置文件，使得配置更加直观和简洁。例如，`@SpringBootApplication`注解可以一键启动SpringBoot应用，包含了`@Configuration`、`@EnableAutoConfiguration`和`@ComponentScan`等注解的功能。
2. **依赖注入**：`@Autowired`注解用于自动装配依赖，使得类之间的依赖关系更加清晰。开发者无需手动创建对象实例，框架会自动管理这些依赖关系。
3. **请求映射**：`@RequestMapping`及其衍生注解（如`@GetMapping`、`@PostMapping`等）用于处理HTTP请求，将请求映射到特定的方法上。这使得控制器层的代码更加模块化和易于理解。
4. **数据绑定**：`@RequestParam`、`@PathVariable`等注解用于从请求中提取参数，使得参数处理更加灵活和方便。例如，`@PathVariable`注解可以从URL路径中提取变量，如示例中的`/monster/100/king`，其中`100`和`king`分别被提取为路径变量。
5. **异常处理**：`@ExceptionHandler`注解用于处理特定类型的异常，提供统一的错误处理机制，提高应用的健壮性。
### 1.2 常用注解类型介绍
SpringBoot提供了丰富的注解类型，每种注解都有其特定的用途。以下是几种常用的注解类型及其功能介绍：
1. **@SpringBootApplication**
- **作用**：这是一个组合注解，包含了`@Configuration`、`@EnableAutoConfiguration`和`@ComponentScan`的功能。
- **示例**：
```java
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
```
2. **@Autowired**
- **作用**：用于自动装配依赖，使得类之间的依赖关系更加清晰。
- **示例**：
```java
@Service
public class UserService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
// 方法实现
}
```
3. **@RequestMapping**
- **作用**：用于处理HTTP请求，将请求映射到特定的方法上。
- **示例**：
```java
@Controller
public class UserController {
@RequestMapping("/users")
public String getUsers() {
// 处理逻辑
return "users";
}
}
```
4. **@GetMapping 和 @PostMapping**
- **作用**：分别是`@RequestMapping`的特化版本，专门用于处理GET和POST请求。
- **示例**：
```java
@RestController
public class UserController {
@GetMapping("/users")
public List<User> getUsers() {
// 处理逻辑
return userService.getAllUsers();
}
@PostMapping("/users")
public User createUser(@RequestBody User user) {
// 处理逻辑
return userService.createUser(user);
}
}
```
5. **@RequestParam**
- **作用**：用于从请求参数中提取值。
- **示例**：
```java
@GetMapping("/search")
public List<User> searchUsers(@RequestParam("name") String name) {
// 处理逻辑
return userService.searchUsersByName(name);
}
```
6. **@PathVariable**
- **作用**：用于从URL路径中提取变量。
- **示例**：
```java
@GetMapping("/monster/{id}/{name}")
public Monster getMonster(@PathVariable("id") int id, @PathVariable("name") String name) {
// 处理逻辑
return monsterService.getMonsterByIdAndName(id, name);
}
```
7. **@ExceptionHandler**
- **作用**：用于处理特定类型的异常，提供统一的错误处理机制。
- **示例**：
```java
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
@ExceptionHandler(ResourceNotFoundException.class)
public ResponseEntity<String> handleResourceNotFoundException(ResourceNotFoundException ex) {
return new ResponseEntity<>(ex.getMessage(), HttpStatus.NOT_FOUND);
}
}
```
通过以上注解的介绍，我们可以看到SpringBoot框架中的注解不仅简化了开发过程，还提高了代码的可读性和可维护性。希望这些内容能够帮助读者更好地理解和使用SpringBoot中的注解。
## 二、@PathVariable注解解析
### 2.1 路径变量的概念
在Web开发中，路径变量是一种从URL路径中提取动态信息的技术。这种技术使得应用程序能够根据不同的路径参数执行不同的操作，从而实现更灵活的路由和请求处理。路径变量通常用于RESTful API的设计中，通过在URL中嵌入变量来传递关键信息，如用户ID、订单号等。
路径变量的概念在SpringBoot框架中得到了广泛应用。通过使用`@PathVariable`注解，开发者可以轻松地从URL路径中提取变量，并将其绑定到控制器方法的参数上。这种方式不仅简化了代码，还提高了代码的可读性和可维护性。
### 2.2 @PathVariable的使用方法
`@PathVariable`注解是SpringBoot框架中用于处理路径变量的重要工具。它允许开发者在控制器方法的参数中直接指定路径变量的名称，从而将URL中的动态部分绑定到方法参数上。以下是`@PathVariable`注解的基本使用方法：
1. **定义路径变量**：在控制器方法的映射路径中，使用大括号`{}`包裹变量名，表示该位置是一个路径变量。
2. **绑定路径变量**：在控制器方法的参数列表中，使用`@PathVariable`注解，并指定路径变量的名称，将其绑定到方法参数上。
例如，假设我们有一个URL路径`/monster/{id}/{name}`，其中`id`和`name`是路径变量。我们可以在控制器方法中这样使用`@PathVariable`注解：
```java
@GetMapping("/monster/{id}/{name}")
public Monster getMonster(@PathVariable("id") int id, @PathVariable("name") String name) {
// 处理逻辑
return monsterService.getMonsterByIdAndName(id, name);
}
```
在这个例子中，`@PathVariable("id")`和`@PathVariable("name")`分别将URL路径中的`id`和`name`变量绑定到方法参数`id`和`name`上。当用户访问`/monster/100/king`时，`id`会被赋值为100，`name`会被赋值为"king"。
### 2.3 示例与实战分析
为了更好地理解`@PathVariable`注解的使用方法，我们可以通过一个具体的示例来进行实战分析。假设我们正在开发一个怪物管理系统的API，需要实现一个根据怪物ID和名字获取怪物信息的功能。
#### 示例代码
首先，我们在控制器类中定义一个方法，使用`@PathVariable`注解从URL路径中提取`id`和`name`变量：
```java
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class MonsterController {
@Autowired
private MonsterService monsterService;
@GetMapping("/monster/{id}/{name}")
public Monster getMonster(@PathVariable("id") int id, @PathVariable("name") String name) {
// 调用服务层方法获取怪物信息
return monsterService.getMonsterByIdAndName(id, name);
}
}
```
接下来，我们在服务层实现具体的业务逻辑：
```java
@Service
public class MonsterService {
@Autowired
private MonsterRepository monsterRepository;
public Monster getMonsterByIdAndName(int id, String name) {
// 从数据库中查询怪物信息
return monsterRepository.findByIdAndName(id, name);
}
}
```
最后，我们在仓库层定义一个方法，用于从数据库中查询怪物信息：
```java
@Repository
public interface MonsterRepository extends JpaRepository<Monster, Integer> {
Optional<Monster> findByIdAndName(int id, String name);
}
```
#### 实战分析
通过上述示例，我们可以看到`@PathVariable`注解在实际开发中的应用。当用户访问`/api/monster/100/king`时，SpringBoot框架会自动将URL路径中的`100`和`king`分别绑定到控制器方法的`id`和`name`参数上。然后，控制器方法调用服务层的方法，服务层再调用仓库层的方法，最终从数据库中查询出符合条件的怪物信息并返回给客户端。
这种方式不仅简化了代码，还提高了代码的可读性和可维护性。通过使用`@PathVariable`注解，开发者可以更加灵活地处理路径变量，实现更复杂的路由和请求处理逻辑。希望这个示例能够帮助读者更好地理解和应用`@PathVariable`注解。
## 三、注解应用场景
### 3.1 参数校验与绑定
在SpringBoot框架中，参数校验与绑定是确保应用稳定性和数据完整性的关键步骤。通过合理地使用注解，开发者可以轻松地对传入的参数进行校验和绑定，从而避免潜在的错误和异常。
#### 3.1.1 参数校验的重要性
参数校验是确保输入数据有效性和合法性的第一步。在实际开发中，未经校验的参数可能会导致各种问题，如SQL注入、空指针异常等。SpringBoot提供了多种注解来帮助开发者进行参数校验，常见的注解包括`@NotNull`、`@NotEmpty`、`@Size`等。
例如，假设我们有一个用户注册接口，需要校验用户的姓名和邮箱是否为空，且邮箱格式是否正确。可以使用以下注解进行校验：
```java
@PostMapping("/register")
public ResponseEntity<String> registerUser(@Valid @RequestBody User user) {
// 处理逻辑
return ResponseEntity.ok("User registered successfully");
}
public class User {
@NotNull
@NotEmpty
private String name;
@NotNull
@NotEmpty
@Email
private String email;
// Getters and Setters
}
```
在这个例子中，`@NotNull`和`@NotEmpty`注解确保了`name`和`email`字段不能为空，而`@Email`注解则确保了`email`字段符合邮箱格式。通过这些注解，开发者可以轻松地对输入参数进行校验，确保数据的有效性。
#### 3.1.2 参数绑定的灵活性
参数绑定是将请求中的参数值绑定到控制器方法的参数上的过程。SpringBoot提供了多种注解来实现参数绑定，如`@RequestParam`、`@PathVariable`、`@RequestBody`等。这些注解不仅简化了代码，还提高了代码的可读性和可维护性。
例如，假设我们有一个搜索用户接口，需要根据用户名和年龄范围进行搜索。可以使用以下注解进行参数绑定：
```java
@GetMapping("/search")
public List<User> searchUsers(@RequestParam("name") String name,
@RequestParam("minAge") int minAge,
@RequestParam("maxAge") int maxAge) {
// 处理逻辑
return userService.searchUsersByNameAndAgeRange(name, minAge, maxAge);
}
```
在这个例子中，`@RequestParam`注解将请求中的`name`、`minAge`和`maxAge`参数绑定到控制器方法的参数上。通过这种方式，开发者可以灵活地处理各种请求参数，实现复杂的功能需求。
### 3.2 请求处理与映射
在SpringBoot框架中，请求处理与映射是实现RESTful API的关键步骤。通过合理地使用注解，开发者可以轻松地将HTTP请求映射到特定的控制器方法上，从而实现模块化和易维护的代码结构。
#### 3.2.1 请求映射的多样性
SpringBoot提供了多种注解来实现请求映射，如`@RequestMapping`、`@GetMapping`、`@PostMapping`等。这些注解不仅简化了代码，还提高了代码的可读性和可维护性。
例如，假设我们有一个用户管理接口，需要实现获取用户列表、添加用户、更新用户和删除用户的功能。可以使用以下注解进行请求映射：
```java
@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
@GetMapping
public List<User> getUsers() {
// 获取用户列表
return userService.getAllUsers();
}
@PostMapping
public User createUser(@RequestBody User user) {
// 添加用户
return userService.createUser(user);
}
@PutMapping("/{id}")
public User updateUser(@PathVariable("id") int id, @RequestBody User user) {
// 更新用户
return userService.updateUser(id, user);
}
@DeleteMapping("/{id}")
public void deleteUser(@PathVariable("id") int id) {
// 删除用户
userService.deleteUser(id);
}
}
```
在这个例子中，`@GetMapping`、`@PostMapping`、`@PutMapping`和`@DeleteMapping`注解分别用于处理GET、POST、PUT和DELETE请求。通过这些注解，开发者可以轻松地将不同类型的请求映射到特定的控制器方法上，实现模块化和易维护的代码结构。
#### 3.2.2 请求处理的灵活性
请求处理是将请求参数和请求体中的数据转换为控制器方法的参数的过程。SpringBoot提供了多种注解来实现请求处理，如`@RequestParam`、`@PathVariable`、`@RequestBody`等。这些注解不仅简化了代码，还提高了代码的可读性和可维护性。
例如，假设我们有一个订单管理接口，需要实现根据订单ID获取订单详情、创建新订单和更新订单状态的功能。可以使用以下注解进行请求处理：
```java
@RestController
@RequestMapping("/orders")
public class OrderController {
@Autowired
private OrderService orderService;
@GetMapping("/{id}")
public Order getOrder(@PathVariable("id") int id) {
// 获取订单详情
return orderService.getOrderById(id);
}
@PostMapping
public Order createOrder(@RequestBody Order order) {
// 创建新订单
return orderService.createOrder(order);
}
@PutMapping("/{id}/status")
public Order updateOrderStatus(@PathVariable("id") int id, @RequestParam("status") String status) {
// 更新订单状态
return orderService.updateOrderStatus(id, status);
}
}
```
在这个例子中，`@PathVariable`注解用于从URL路径中提取订单ID，`@RequestBody`注解用于从请求体中提取订单对象，`@RequestParam`注解用于从请求参数中提取订单状态。通过这些注解，开发者可以灵活地处理各种请求参数和请求体，实现复杂的功能需求。
通过以上内容，我们可以看到SpringBoot框架中的参数校验与绑定以及请求处理与映射不仅简化了开发过程，还提高了代码的可读性和可维护性。希望这些内容能够帮助读者更好地理解和应用SpringBoot中的注解，实现高效、稳定的Web应用开发。
## 四、注解进阶
### 4.1 自定义注解的开发
在SpringBoot框架中，注解不仅限于内置的注解，开发者还可以根据实际需求自定义注解，以实现更加灵活和个性化的功能。自定义注解不仅可以提高代码的可读性和可维护性，还能在项目中引入更多的扩展性和灵活性。
#### 4.1.1 定义自定义注解
自定义注解的定义非常简单，只需要使用`@interface`关键字即可。例如，假设我们需要一个注解来标记某个方法是否需要进行日志记录，可以这样定义：
```java
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Loggable {
String value() default "";
}
```
在这个例子中，`@Target`注解指定了该自定义注解可以应用于方法上，`@Retention`注解指定了该注解在运行时仍然可用。`value`属性用于存储额外的信息，如日志级别或日志内容。
#### 4.1.2 使用自定义注解
定义好自定义注解后，我们可以在控制器方法或其他地方使用它。例如，假设我们有一个用户登录接口，需要记录每次登录的日志，可以这样使用`@Loggable`注解：
```java
@RestController
@RequestMapping("/auth")
public class AuthController {
@Autowired
private AuthService authService;
@PostMapping("/login")
@Loggable(value = "User login attempt")
public ResponseEntity<String> login(@RequestBody LoginRequest request) {
boolean success = authService.login(request.getUsername(), request.getPassword());
if (success) {
return ResponseEntity.ok("Login successful");
} else {
return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("Invalid credentials");
}
}
}
```
在这个例子中，`@Loggable`注解标记了`login`方法，表示该方法需要进行日志记录。通过这种方式，开发者可以轻松地在项目中引入自定义的注解，实现更加灵活的功能。
### 4.2 注解的作用域与生命周期
注解的作用域和生命周期是理解注解行为的重要方面。合理地使用注解的作用域和生命周期，可以帮助开发者更好地管理和控制注解的行为，提高代码的可读性和可维护性。
#### 4.2.1 注解的作用域
注解的作用域决定了注解可以应用于哪些元素。SpringBoot框架中常用的注解作用域包括：
- **ElementType.TYPE**：应用于类、接口或枚举。
- **ElementType.FIELD**：应用于字段或属性。
- **ElementType.METHOD**：应用于方法。
- **ElementType.PARAMETER**：应用于方法参数。
- **ElementType.CONSTRUCTOR**：应用于构造函数。
- **ElementType.LOCAL_VARIABLE**：应用于局部变量。
例如，`@Service`注解的作用域是`ElementType.TYPE`，表示它可以应用于类。`@Autowired`注解的作用域是`ElementType.FIELD`和`ElementType.METHOD`，表示它可以应用于字段和方法。
#### 4.2.2 注解的生命周期
注解的生命周期决定了注解在编译期还是运行期有效。SpringBoot框架中常用的注解生命周期包括：
- **RetentionPolicy.SOURCE**：注解仅在源代码级别保留，编译时会被丢弃。
- **RetentionPolicy.CLASS**：注解在编译时保留，但在运行时不可见。
- **RetentionPolicy.RUNTIME**：注解在运行时保留，可以通过反射获取。
例如，`@Override`注解的生命周期是`RetentionPolicy.SOURCE`，表示它仅在源代码级别保留。`@Autowired`注解的生命周期是`RetentionPolicy.RUNTIME`，表示它在运行时仍然可用。
通过合理地设置注解的作用域和生命周期，开发者可以更好地控制注解的行为，实现更加灵活和高效的代码设计。例如，在自定义注解中，如果需要在运行时通过反射获取注解信息，应该将注解的生命周期设置为`RetentionPolicy.RUNTIME`。
总之，自定义注解和注解的作用域与生命周期是SpringBoot框架中重要的概念，合理地使用它们可以帮助开发者实现更加灵活和高效的代码设计。希望这些内容能够帮助读者更好地理解和应用SpringBoot中的注解，提升开发效率和代码质量。
## 五、性能优化与最佳实践
### 5.1 注解使用中的性能考虑
在SpringBoot框架中，注解的使用不仅简化了开发过程，提高了代码的可读性和可维护性，但也带来了一些性能方面的考量。合理地使用注解，可以在保证功能的同时，优化应用的性能表现。
#### 5.1.1 注解的加载与解析
注解在运行时的加载和解析是一个不容忽视的性能开销。每当应用启动时，SpringBoot框架会扫描所有带有注解的类和方法，并进行相应的初始化和配置。虽然这一过程在大多数情况下是快速的，但对于大型项目或高并发场景，这一开销可能会变得显著。
为了减少注解的加载和解析时间，开发者可以采取以下措施：
1. **减少不必要的注解**：只在必要的情况下使用注解，避免过度使用。例如，如果某个类或方法不需要依赖注入，可以不使用`@Autowired`注解。
2. **使用懒加载**：对于一些不经常使用的组件，可以使用`@Lazy`注解，使其在首次使用时才进行初始化，而不是在应用启动时立即加载。
3. **优化扫描范围**：通过配置`@ComponentScan`注解的`basePackages`属性，限制扫描的包范围，减少扫描时间和内存占用。
#### 5.1.2 注解的运行时开销
注解在运行时的使用也会带来一定的性能开销。例如，`@Transactional`注解会在方法调用前后进行事务管理，这涉及到事务的开启、提交和回滚等操作，可能会增加方法的执行时间。
为了减少注解的运行时开销，开发者可以采取以下措施：
1. **合理使用事务管理**：只在确实需要事务管理的地方使用`@Transactional`注解，避免在每个方法上都加上事务注解。
2. **优化事务配置**：通过配置事务的传播行为和隔离级别，减少不必要的事务开销。例如，使用`Propagation.REQUIRED`传播行为，只有在当前没有事务时才创建新的事务。
3. **使用缓存**：对于频繁访问的数据，可以使用`@Cacheable`注解进行缓存，减少数据库查询次数，提高性能。
### 5.2 最佳实践与案例分析
在实际开发中，合理地使用注解不仅可以提高代码的可读性和可维护性，还能提升应用的性能和稳定性。以下是一些最佳实践和案例分析，帮助开发者更好地理解和应用SpringBoot中的注解。
#### 5.2.1 最佳实践
1. **模块化设计**：通过合理地使用`@Controller`、`@Service`、`@Repository`等注解，将应用划分为不同的模块，每个模块负责特定的功能。这样不仅提高了代码的可读性和可维护性，还便于团队协作和代码复用。
2. **依赖注入**：使用`@Autowired`注解进行依赖注入，避免手动创建对象实例，使代码更加简洁和灵活。同时，通过使用`@Qualifier`注解，可以精确地指定依赖的类型，避免歧义。
3. **异常处理**：使用`@ExceptionHandler`注解进行全局异常处理，提供统一的错误处理机制。通过捕获特定类型的异常，可以避免应用因未处理的异常而崩溃，提高应用的健壮性。
4. **参数校验**：使用`@Valid`和`@Validated`注解进行参数校验，确保输入数据的有效性和合法性。通过配置校验规则，可以避免潜在的错误和异常，提高应用的安全性。
#### 5.2.2 案例分析
假设我们正在开发一个在线购物平台，需要实现用户注册、登录、商品浏览和下单等功能。以下是一个具体的案例分析，展示了如何合理地使用注解来实现这些功能。
##### 用户注册与登录
在用户注册接口中，我们需要校验用户的姓名和邮箱是否为空，且邮箱格式是否正确。可以使用以下注解进行校验：
```java
@PostMapping("/register")
public ResponseEntity<String> registerUser(@Valid @RequestBody User user) {
// 处理逻辑
return ResponseEntity.ok("User registered successfully");
}
public class User {
@NotNull
@NotEmpty
private String name;
@NotNull
@NotEmpty
@Email
private String email;
// Getters and Setters
}
```
在用户登录接口中，我们需要记录每次登录的日志，可以使用自定义的`@Loggable`注解：
```java
@RestController
@RequestMapping("/auth")
public class AuthController {
@Autowired
private AuthService authService;
@PostMapping("/login")
@Loggable(value = "User login attempt")
public ResponseEntity<String> login(@RequestBody LoginRequest request) {
boolean success = authService.login(request.getUsername(), request.getPassword());
if (success) {
return ResponseEntity.ok("Login successful");
} else {
return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("Invalid credentials");
}
}
}
```
##### 商品浏览与下单
在商品浏览接口中，我们需要根据商品ID获取商品详情，可以使用`@PathVariable`注解：
```java
@RestController
@RequestMapping("/products")
public class ProductController {
@Autowired
private ProductService productService;
@GetMapping("/{id}")
public Product getProduct(@PathVariable("id") int id) {
// 获取商品详情
return productService.getProductById(id);
}
}
```
在下单接口中，我们需要处理用户的订单信息，可以使用`@RequestBody`注解：
```java
@RestController
@RequestMapping("/orders")
public class OrderController {
@Autowired
private OrderService orderService;
@PostMapping
public Order createOrder(@RequestBody Order order) {
// 创建新订单
return orderService.createOrder(order);
}
}
```
通过以上案例分析，我们可以看到合理地使用注解不仅简化了代码，还提高了代码的可读性和可维护性。希望这些最佳实践和案例分析能够帮助读者更好地理解和应用SpringBoot中的注解，实现高效、稳定的Web应用开发。
## 六、总结
本文详细介绍了SpringBoot框架中参数相关注解的使用方法，涵盖了从基本注解到高级应用的各个方面。通过HTML格式的示例，我们展示了如何使用`@PathVariable`注解从URL路径中提取路径变量。此外，文章还深入探讨了SpringBoot中常用注解的类型及其功能，如`@SpringBootApplication`、`@Autowired`、`@RequestMapping`等，这些注解不仅简化了配置和依赖注入，还提高了代码的可读性和可维护性。
在路径变量的概念和使用方法部分，我们通过具体的示例代码，展示了如何在控制器方法中使用`@PathVariable`注解，实现灵活的路由和请求处理。进一步，文章讨论了参数校验与绑定、请求处理与映射的重要性，并提供了实际的代码示例，帮助读者更好地理解和应用这些注解。
最后，文章介绍了自定义注解的开发方法和注解的作用域与生命周期，强调了合理使用注解在性能优化和最佳实践中的重要性。通过这些内容，希望读者能够掌握SpringBoot中注解的使用技巧，提升开发效率和代码质量。
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