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【2024硬核更新】VSCode + Go + WSL2 + Docker远程开发配置(含GPU加速调试与cgroup v2兼容方案)

第一章:VSCode + Go + WSL2 + Docker远程开发环境全景概览

该环境构建了一套现代化、跨平台且高度可复现的Go语言开发工作流:VSCode作为前端编辑器提供智能感知与调试支持;WSL2作为轻量级Linux运行时,无缝桥接Windows与原生Linux开发体验;Docker容器封装Go运行时、依赖工具链及服务依赖,实现环境隔离与团队一致;Go语言本身则以模块化、静态编译和丰富标准库支撑高性能后端开发。

核心组件协同关系如下:

组件 角色 关键优势
VSCode 开发界面与控制中枢 通过Remote-WSL与Dev Containers插件实现无感切换
WSL2 Linux内核兼容层 支持systemd(需启用)、完整POSIX能力、文件系统性能接近原生
Docker 运行时与依赖沙箱 go mod download缓存可持久化至命名卷,避免重复拉取
Go SDK 编译与工具链 推荐使用golang:1.22-bookworm官方镜像,预装goplsdelve

在WSL2中启用Docker守护进程需确保Docker Desktop已开启“Use the WSL 2 based engine”并勾选对应发行版(如Ubuntu-22.04)。验证命令如下:

# 检查Docker是否就绪(在WSL2终端中执行)
docker info --format '{{.OSType}}/{{.Architecture}}'  # 应输出 linux/x86_64
docker run --rm golang:1.22-alpine go version         # 验证容器内Go可用性

VSCode通过.devcontainer/devcontainer.json定义开发容器配置,典型结构包含:

  • image: 指定基础镜像(如mcr.microsoft.com/vscode/devcontainers/go:1.22
  • features: 声明额外工具(如ghcr.io/devcontainers/features/go:1
  • customizations.vscode.extensions: 自动安装ms-vscode.gomindaro.mindaro等扩展

该架构天然支持多项目并行:每个Go模块可拥有独立devcontainer.json,VSCode自动识别并启动对应容器实例,无需全局安装Go或配置GOPATH。

第二章:WSL2底层调优与Go开发环境初始化

2.1 WSL2内核参数调优与cgroup v2兼容性验证

WSL2默认启用cgroup v2,但部分容器运行时(如旧版Docker Desktop)依赖cgroup v1接口,需显式验证并调优内核参数。

启用cgroup v2支持检查

# 查看当前cgroup版本及挂载状态
cat /proc/filesystems | grep cgroup
mount | grep cgroup

该命令确认cgroup2是否以统一层级(unified hierarchy)挂载于/sys/fs/cgroup。若输出为空或仅见cgroup(无2),说明v2未激活——此时需在.wslconfig中强制启用。

关键内核参数配置

在 Windows 用户目录下创建/编辑 ~/.wslconfig

[wsl2]
kernelCommandLine = systemd.unified_cgroup_hierarchy=1 cgroup_enable=memory swapaccount=1
  • systemd.unified_cgroup_hierarchy=1:强制使用cgroup v2统一树结构
  • cgroup_enable=memory:启用内存控制器(必需用于内存限制类操作)
  • swapaccount=1:启用交换页记账,支撑memory.swap.max等v2特性

兼容性验证矩阵

检查项 命令 期望输出
cgroup v2挂载点 findmnt -t cgroup2 /sys/fs/cgroup
内存控制器可用 ls /sys/fs/cgroup/memory.min 文件存在(非报错)
systemd v2模式生效 systemctl --version \| grep -i cgroup 包含cgroup2字样
graph TD
    A[启动WSL2] --> B{读取.wslconfig}
    B --> C[注入kernelCommandLine]
    C --> D[内核初始化cgroup v2]
    D --> E[systemd以unified模式启动]
    E --> F[容器运行时API兼容性就绪]

2.2 Ubuntu 22.04 LTS上Go 1.22+多版本管理与GOROOT/GOPATH语义重构实践

Go 1.22 起正式弃用 GOPATH 的模块隔离语义,所有项目默认启用 module-aware 模式,GOROOT 仅指向运行时工具链,不再参与构建路径解析。

多版本共存方案(推荐 gvm

# 安装 gvm 并切换至 Go 1.22.6
curl -sSL https://get.gvm.sh | bash
source ~/.gvm/scripts/gvm
gvm install go1.22.6
gvm use go1.22.6

此命令自动配置 GOROOT 环境变量并隔离 GOMODCACHEgvm 为每个版本维护独立 $GVM_ROOT/gos/go1.22.6 目录,避免系统级污染。

关键环境变量语义变更对比

变量 Go ≤1.15 Go 1.22+
GOROOT 构建时搜索标准库 仅用于 go tool 定位
GOPATH 源码/缓存/二进制根 仅影响 go get -d 下载路径(非必需)

模块化构建流程(mermaid)

graph TD
    A[go build] --> B{GO111MODULE=on?}
    B -->|是| C[读取 go.mod]
    B -->|否| D[报错:module-aware required]
    C --> E[从 GOMODCACHE 解析依赖]
    E --> F[忽略 GOPATH/src]

2.3 VSCode Remote-WSL插件深度配置:文件系统挂载策略与符号链接穿透方案

文件系统挂载行为解析

Remote-WSL 默认将 Windows 路径(如 C:\work)以 /mnt/c/work 方式挂载,但该挂载为只读元数据层,实际 I/O 经由 DrvFs 驱动转发,导致 ln -s 创建的符号链接在跨系统访问时失效。

符号链接穿透关键配置

需在 WSL2 的 /etc/wsl.conf 中启用:

[automount]
enabled = true
options = "metadata,uid=1000,gid=1000,umask=022"
# 启用符号链接原生支持(需重启 WSL)
root = /mnt/
crossDistro = true

逻辑分析metadata 选项启用 NTFS 元数据映射(含符号链接、ACL、执行位),umask=022 确保链接权限可被 VSCode 正确识别;省略 noatime 可避免部分 IDE 文件监听失灵。

挂载策略对比

策略 符号链接可见性 Windows 工具兼容性 性能开销
默认 DrvFs ❌(显示为普通文件)
metadata + follow_symlinks ✅(原生解析) ⚠️(部分旧工具报错)

自动化验证流程

# 检查当前挂载选项
findmnt -n -o OPTIONS /mnt/c

输出含 metadata 即生效;若缺失,需 wsl --shutdown 后重启。

graph TD
    A[VSCode 打开 /home/user/project] --> B{检查 .vscode/settings.json}
    B -->|含 \"remote.WSL.fileWatcher.polling\": true| C[启用轮询监听]
    B -->|未配置| D[依赖 inotify,对 /mnt/ 下链接失效]
    C --> E[符号链接内容实时加载]

2.4 Go工具链(gopls、dlv、goimports)在WSL2中的静默安装与二进制签名验证

在WSL2中实现Go开发工具链的可复现、安全部署,需绕过交互式提示并验证上游二进制完整性。

静默安装核心工具

# 使用go install(Go 1.21+)静默获取签名版本
GOBIN="$HOME/bin" go install golang.org/x/tools/gopls@latest
GOBIN="$HOME/bin" go install github.com/go-delve/delve/cmd/dlv@latest
GOBIN="$HOME/bin" go install golang.org/x/tools/cmd/goimports@latest

GOBIN 显式指定安装路径避免权限冲突;@latest 解析为经sum.golang.org校验的已签名模块版本,无需sudo且跳过用户确认。

二进制签名验证流程

graph TD
    A[下载 .zip/.tar.gz] --> B[提取 go.sum 记录]
    B --> C[调用 go mod verify]
    C --> D[比对 sum.golang.org 签名]
    D --> E[校验通过 → 写入 $GOBIN]

验证关键步骤

  • 所有工具均通过 go install 间接调用 go mod download -json 获取带透明日志签名的模块;
  • $HOME/bin 已加入 PATH,确保无权写入 /usr/local/bin 时仍可静默生效;
  • 首次运行 gopls 会自动触发 go list -m -json all,复用已验证的模块缓存。
工具 用途 签名源
gopls LSP 语言服务器 sum.golang.org
dlv 调试器 GitHub Release + Go proxy
goimports 格式化与导入管理 golang.org/x/tools

2.5 WSL2与Windows主机时区/代理/证书链同步机制及HTTPS调试避坑指南

数据同步机制

WSL2默认不自动同步Windows主机的时区、HTTP代理和根证书链。时区仅在启动时继承注册表 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\TimeZoneInformation;代理需手动导出 HTTP_PROXY/HTTPS_PROXY;证书链则完全隔离——Windows Trusted Root CA 不可见于 /etc/ssl/certs

证书链同步(关键步骤)

# 将Windows根证书导出为PEM并更新CA信任库
sudo mkdir -p /usr/local/share/ca-certificates/windows-root
powershell.exe -Command "Get-ChildItem -Path Cert:\\LocalMachine\\Root | ForEach-Object { [System.Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2]::new($_.Export([System.Security.Cryptography.X509Certificates.X509ContentType]::Cert)) } | ForEach-Object { [System.Convert]::ToBase64String($_.RawData, 'InsertLineBreaks') }" | sudo tee /usr/local/share/ca-certificates/windows-root/root.crt
sudo update-ca-certificates

此命令通过PowerShell遍历Windows本地机器根证书存储,逐个导出DER格式证书并转为Base64 PEM,再由update-ca-certificates注入系统信任链。注意:需以管理员权限运行PowerShell(WSL2中自动提升),且仅同步Root存储区(非CATrustedPublisher)。

常见HTTPS调试陷阱

现象 根因 解决方案
curl: (60) SSL certificate problem WSL2无Windows根证书 执行上述证书同步流程
时间漂移导致JWT/OAuth失效 WSL2内核时钟未绑定Windows时间服务 sudo hwclock -s + 启用Windows Time Service自动同步
graph TD
    A[WSL2启动] --> B{是否启用systemd?}
    B -->|否| C[时区静态继承,无法热更新]
    B -->|是| D[可通过timedatectl link to host]
    C --> E[HTTPS请求失败/证书校验异常]
    D --> F[支持动态时区+证书链重载]

第三章:Docker容器化Go开发环境构建与GPU加速集成

3.1 基于NVIDIA Container Toolkit的WSL2-Docker-GPU直通架构解析与nvidia-smi验证

WSL2 通过轻量级虚拟机运行 Linux 内核,但默认不暴露 GPU 设备。NVIDIA Container Toolkit 实现了宿主机 NVIDIA 驱动 → WSL2 内核 → Docker 容器的三级直通链路。

架构核心组件

  • Windows 11 22H2+ + WSL2(启用 wsl --update
  • 宿主机安装 NVIDIA 驱动(≥515.65.01,含 WSL 支持)
  • WSL2 发行版中安装 nvidia-container-toolkit(非 nvidia-docker2

验证流程

# 在 WSL2 中执行(非 Windows PowerShell)
docker run --rm --gpus all nvidia/cuda:12.2.0-base-ubuntu22.04 nvidia-smi -L

该命令调用容器内 nvidia-smi 查询设备列表;--gpus all 触发 libnvidia-container 加载 /dev/nvidiactl/dev/nvidia-uvm 等设备节点,并挂载宿主机驱动库(如 /usr/lib/wsl/lib/libcuda.so.1)。

组件 作用 路径示例
libnvidia-container 设备节点注入与权限配置 /usr/bin/nvidia-container-cli
nvidia-container-runtime 替代 runc 的 GPU-aware 运行时 /usr/bin/nvidia-container-runtime
graph TD
    A[Windows NVIDIA Driver] --> B[WSL2 /usr/lib/wsl/lib/]
    B --> C[nvidia-container-toolkit]
    C --> D[Docker Daemon Hook]
    D --> E[Container /dev/nvidia* + LD_LIBRARY_PATH]

3.2 多阶段Dockerfile设计:从golang:1.22-alpine构建镜像到devcontainer.json语义映射

多阶段构建是精简Go应用镜像的核心实践。以下为典型双阶段Dockerfile:

# 构建阶段:使用完整工具链编译
FROM golang:1.22-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY go.mod go.sum ./
RUN go mod download
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -ldflags '-extldflags "-static"' -o /usr/local/bin/app .

# 运行阶段:仅含二进制与必要依赖
FROM alpine:latest
RUN apk --no-cache add ca-certificates
COPY --from=builder /usr/local/bin/app /usr/local/bin/app
CMD ["app"]

逻辑分析builder阶段利用golang:1.22-alpine提供Go 1.22及musl libc,CGO_ENABLED=0确保静态链接;--from=builder实现跨阶段文件拷贝,最终镜像体积可压缩至~15MB。

devcontainer.json通过语义字段映射构建行为:

字段 对应Dockerfile能力 示例值
image 指定基础镜像 "golang:1.22-alpine"
build.dockerfile 自定义Dockerfile路径 "./Dockerfile"
features 声明式扩展(如git、curl) {"ghcr.io/devcontainers/features/go": "1"}
graph TD
    A[devcontainer.json] -->|解析构建配置| B[Dockerfile]
    B -->|多阶段分离| C[builder: 编译环境]
    B -->|COPY --from| D[final: 运行时]
    C -->|静态二进制| D

3.3 CUDA 12.2+cuDNN 8.9容器内Go CUDA绑定(cgo + libcuda.so动态加载)实战调试

在 NVIDIA Container Toolkit 启用的 Ubuntu 22.04 容器中,需显式挂载 libcuda.so.1 并设置 LD_LIBRARY_PATH

docker run --gpus all -v /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libcuda.so.1:/usr/lib/libcuda.so.1 -e LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH ...

动态加载核心逻辑

Go 通过 cgo 调用 dlopen("libcuda.so", RTLD_NOW) 获取句柄,再 dlsym 绑定 cuInit, cuCtxCreate_v2 等符号。关键参数:

  • RTLD_NOW:立即解析所有符号,避免运行时 undefined symbol
  • CUctx_flags = 0:禁用上下文同步模式,适配多 goroutine 并发调用。

常见故障对照表

现象 根本原因 解法
dlopen failed: libcuda.so: cannot open shared object file 容器未挂载 host libcuda.so 检查 nvidia-smi 可见性及挂载路径
cuInit returned CUDA_ERROR_NO_DEVICE --gpus 权限未透传或驱动版本不匹配 验证宿主机驱动 ≥ CUDA 12.2 最低要求(525.60.13)
// cgo LDFLAGS: -ldl
/*
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
extern void* cuda_handle;
void* load_cuda() {
    cuda_handle = dlopen("libcuda.so", RTLD_NOW);
    if (!cuda_handle) { fprintf(stderr, "dlopen err: %s\n", dlerror()); }
    return cuda_handle;
}
*/
import "C"

dlopen 成功仅表示库加载就绪;后续 cuInit 必须在 dlsym 获取函数指针后调用,否则触发段错误。

第四章:VSCode远程调试体系搭建与高阶工程化实践

4.1 dlv-dap协议在Remote-Containers中的配置解耦:launch.json与devcontainer.json协同机制

Remote-Containers 通过职责分离实现调试能力的可移植性:devcontainer.json 声明运行时依赖(如 dlv-dap 二进制),launch.json 定义调试会话行为。

配置分工模型

  • devcontainer.json:安装调试器、暴露端口、设置环境变量
  • launch.json:指定 dlv-dap 启动参数、源码映射、断点策略

典型 launch.json 片段

{
  "type": "go",
  "request": "launch",
  "mode": "auto",
  "program": "${workspaceFolder}",
  "dlvLoadConfig": { "followPointers": true },
  "env": { "GOOS": "linux" }
}

mode: "auto" 触发 dlv-dap 自动检测构建模式;dlvLoadConfig 控制变量展开深度,避免调试器因嵌套过深阻塞;env 确保与容器内目标平台一致。

配置文件 关注焦点 是否随容器重建生效
devcontainer.json 运行时环境与工具链
launch.json 用户调试意图与会话状态 ❌(客户端本地)
graph TD
  A[VS Code] -->|DAP over TCP| B[dlv-dap in container]
  B --> C[Go process]
  C --> D[Source maps from launch.json]
  A --> E[devcontainer.json env/ports]

4.2 多进程Go应用(HTTP Server + Worker Pool + gRPC)断点联动与goroutine视图深度追踪

在复杂微服务架构中,HTTP Server 接收请求后分发至 Worker Pool,再通过 gRPC 调用下游服务——三者需共享统一调试上下文。

断点联动机制

借助 runtime/debug.SetTraceback("all")GODEBUG=gctrace=1 启用全栈跟踪,并在 HTTP handler、worker goroutine、gRPC client 中注入相同 traceID

// 在 HTTP handler 中注入 traceID 并透传
ctx := context.WithValue(r.Context(), "traceID", uuid.New().String())
go workerPool.Submit(func() {
    // worker 内延续 ctx,确保 goroutine 视图可关联
    grpcCtx := metadata.AppendToOutgoingContext(ctx, "trace-id", ctx.Value("traceID").(string))
    _, _ = client.Process(grpcCtx, req)
})

此处 context.WithValue 建立跨组件追踪链路;metadata.AppendToOutgoingContext 将 traceID 注入 gRPC Header,实现断点穿透。workerPool.Submit 启动的 goroutine 继承父 ctx,使 pprofdelve 可按 traceID 聚合 goroutine 状态。

goroutine 视图关键字段对照

字段 HTTP Server Worker Goroutine gRPC Client
Goroutine ID auto-assigned same as parent new (stream-aware)
Start PC net/http.(*conn).serve worker.run grpc.(*ClientConn).Invoke
Labels http:handler worker:pool-3 grpc:outbound
graph TD
    A[HTTP Request] --> B[Inject traceID into context]
    B --> C[Dispatch to Worker Pool]
    C --> D[Spawn goroutine with inherited ctx]
    D --> E[Append traceID to gRPC metadata]
    E --> F[gRPC Call with trace context]

4.3 Go模块私有仓库(GitLab/GitHub Enterprise)认证代理与sum.golang.org离线缓存策略

Go 生态在企业环境中常需同时对接私有 Git 服务与可信校验源。GOPRIVATEGONOSUMDB 协同控制模块来源信任边界:

# 环境变量配置示例
export GOPRIVATE="gitlab.example.com,github.enterprise.com"
export GONOSUMDB="gitlab.example.com,github.enterprise.com"
export GOPROXY="https://proxy.golang.org,direct"

逻辑分析:GOPRIVATE 告知 Go 工具链跳过私有域名的 checksum 验证;GONOSUMDB 显式排除这些域名于 sum.golang.org 校验范围;GOPROXY 保留公共代理兜底,但私有模块仍直连(direct)。参数需用逗号分隔,不支持通配符(如 *.example.com 需显式列出)。

数据同步机制

企业级代理可部署 AthensJFrog Artifactory,实现私有模块拉取、缓存与 go.sum 本地化持久化。

离线校验保障

组件 作用 是否必需
sum.golang.org 缓存镜像 提前预热常用模块 checksum 否(私有模块无需)
本地 go.sum 归档库 存储历史校验和,供 air-gapped 环境复用 是(CI/CD 审计刚需)
graph TD
    A[go get] --> B{模块域名匹配 GOPRIVATE?}
    B -->|是| C[跳过 sum.golang.org 查询<br/>直连私有 Git]
    B -->|否| D[经 GOPROXY 获取模块<br/>向 sum.golang.org 校验]

4.4 VSCode Settings Sync与Go语言服务器状态持久化:跨WSL2实例的gopls缓存迁移方案

数据同步机制

VSCode Settings Sync 默认不传输 gopls 的语言服务器状态(如缓存索引、模块解析结果)。这些数据默认位于 WSL2 实例的 $HOME/.cache/gopls/,随发行版重装或 WSL2 导出/导入而丢失。

迁移关键路径

需显式同步以下目录:

  • ~/.cache/gopls/(核心缓存)
  • ~/.config/gopls/(配置快照,含 settings.json 覆盖项)
  • VSCode 的 gopls 扩展设置(通过 settingsSync.ignoredSettings 排除干扰项)

自动化迁移脚本

# 将 gopls 状态打包至共享卷(如 /mnt/wsl/shared/)
tar -czf /mnt/wsl/shared/gopls-state-$(date +%F).tar.gz \
  -C $HOME .cache/gopls .config/gopls

此命令以时间戳归档两个关键目录;-C $HOME 确保相对路径正确,避免绝对路径导致解压污染。目标挂载点 /mnt/wsl/shared/ 需在源/目标 WSL2 实例中均存在且可写。

组件 是否同步 说明
gopls 缓存索引 ✅ 必须 决定首次打开文件的响应延迟
VSCode 用户设置 ✅(通过 Settings Sync) "go.toolsEnvVars" 等环境适配项
WSL2 内核版本 ❌ 不同步 gopls 二进制兼容性由 Go SDK 版本保障,非内核依赖
graph TD
  A[WSL2 Instance A] -->|tar + mount| B[/mnt/wsl/shared/]
  B --> C[WSL2 Instance B]
  C -->|untar + chown| D[gopls 恢复运行时状态]

第五章:演进路径与企业级落地建议

分阶段迁移策略

大型金融客户在将核心交易网关从单体架构迁向服务网格化时,采用三阶段渐进式路径:第一阶段(0–3个月)完成服务注册中心统一纳管与链路追踪埋点;第二阶段(4–8个月)实施灰度流量切分,通过Istio VirtualService按HTTP Header中x-env=prod-v2规则将5%订单查询请求导向新Mesh服务;第三阶段(9–12个月)完成TLS双向认证全量启用与Sidecar资源配额精细化管控。某城商行实测表明,该路径将生产环境故障率降低67%,平均故障恢复时间从42分钟压缩至9分钟。

混合运行期治理机制

遗留系统与云原生组件共存期间,需建立跨技术栈的可观测性中枢。以下为某制造集团落地的Prometheus联合采集配置片段:

scrape_configs:
- job_name: 'legacy-jboss'
  static_configs: [{targets: ['10.22.33.101:9990']}]
- job_name: 'istio-proxy'
  kubernetes_sd_configs: [{role: endpoints}]
  relabel_configs:
  - source_labels: [__meta_kubernetes_service_label_app]
    regex: 'payment|inventory'
    action: keep

该配置使传统JMX指标与Envoy访问日志在Grafana中实现同屏比对,异常请求延迟毛刺可同步定位至上游Java线程阻塞或下游gRPC超时。

组织能力适配方案

能力维度 现状短板 落地动作 周期
SRE工程能力 无Service Level Objective定义 基于历史SLA数据反推P99延迟阈值并嵌入Kiali告警流 2周
安全合规能力 缺乏mTLS证书轮换自动化 集成HashiCorp Vault与Cert-Manager实现72小时自动续签 3周
运维知识体系 网络团队不熟悉xDS协议语义 开展Envoy配置DSL沙箱实战训练(含12个典型故障注入场景) 4周

生产环境灰度验证清单

  • ✅ 在预发布集群部署带canary:true标签的Pod,并验证其自动注入Sidecar且健康检查通过
  • ✅ 执行istioctl analyze --only service-mesh确认无命名空间隔离策略冲突
  • ✅ 使用kubectl get virtualservice payment-gateway -o yaml校验路由权重是否精确匹配灰度比例
  • ✅ 在Kiali中发起curl -H "x-canary: true" http://api.example.com/v1/order验证流量染色穿透性
  • ✅ 通过Jaeger追踪ID比对,确认同一请求在Legacy Spring Cloud Gateway与Istio Ingress Gateway中的span父子关系完整性

成本优化关键实践

某电商客户在生产环境观测到Sidecar内存占用峰值达1.2GB/实例,经分析发现是默认启用的完整MOSN协议栈所致。通过定制化编译移除未使用的Dubbo、Thrift协议支持模块,并将proxy-config--concurrency从默认的CPU核数降至2,单节点资源开销下降41%,年度云服务器成本节约287万元。

合规审计增强措施

在等保三级要求下,所有服务间通信必须满足国密SM4加密及SM2签名。通过修改Istio Pilot生成的xDS配置,在TransportSocket中注入自研国密插件:

graph LR
A[Envoy Proxy] --> B{Transport Socket}
B --> C[SM4-GCM加密器]
B --> D[SM2证书验证器]
C --> E[国密SSL上下文]
D --> E
E --> F[上游服务]

该方案已通过国家密码管理局商用密码检测中心认证,满足金融行业监管报送要求。

用实验精神探索 Go 语言边界,分享压测与优化心得。

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