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【稀缺资料】PHP与Go混合架构实践手册(Nginx+PHP-FPM+Go微服务共存方案),仅限首批200名领取

第一章:Go语言和PHP哪个更好

选择 Go 还是 PHP,并非简单比较“优劣”,而应聚焦于具体场景、团队能力与工程目标。两者在设计哲学、运行模型和典型用例上存在本质差异。

核心定位差异

  • Go 是为高并发、云原生与系统级服务设计的编译型语言,强调简洁语法、内置并发(goroutine + channel)、快速启动与低内存开销;
  • PHP 是为 Web 快速交付而生的解释型脚本语言,天然深度集成 HTTP 生命周期,模板渲染、表单处理、数据库交互开箱即用,生态围绕 LAMP/LEMP 栈高度成熟。

性能与部署对比

维度 Go PHP(以 PHP 8.2 + OPcache)
启动延迟 ~5–20ms(需加载引擎与扩展)
并发模型 轻量级 goroutine(百万级可期) 进程/线程模型(依赖 FPM 或 Swoole)
部署包体积 单文件二进制(约 5–15MB) 需完整运行时+扩展+Web服务器配置

实际选型建议

若构建微服务网关、实时消息中台或 CLI 工具,Go 的类型安全与并发原语显著降低复杂度。例如,启动一个带超时控制的 HTTP 服务仅需:

package main

import (
    "log"
    "net/http"
    "time"
)

func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    w.WriteHeader(http.StatusOK)
    w.Write([]byte("Hello from Go!"))
}

func main() {
    server := &http.Server{
        Addr:         ":8080",
        Handler:      http.HandlerFunc(handler),
        ReadTimeout:  5 * time.Second,
        WriteTimeout: 10 * time.Second,
    }
    log.Println("Server starting on :8080")
    log.Fatal(server.ListenAndServe()) // 编译后直接运行,无依赖
}

若维护传统 CMS、营销页、ERP 模块或需快速迭代的中小型企业官网,PHP 的 composer require 生态与模板引擎(如 Twig)可大幅缩短交付周期。其动态特性也更适合频繁变更的业务逻辑。

最终决策应基于:团队熟悉度、运维栈兼容性、长期可维护性及是否需要强类型约束——而非语言本身的“先进性”。

第二章:性能与并发模型深度对比

2.1 Go协程调度机制 vs PHP FPM进程/线程模型的实测压测分析

压测环境配置

  • Go服务:GOMAXPROCS=8,启用net/http默认Mux,协程池无显式限制
  • PHP-FPM:pm=staticpm.max_children=50pm.max_requests=0
  • 工具:wrk -t8 -c400 -d30s http://localhost:8080/hello

核心调度对比

// Go:轻量协程,由GMP模型调度(Goroutine → M → P → OS Thread)
func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // 每次请求启动新协程,栈初始仅2KB,按需增长
    go func() {
        time.Sleep(10 * time.Millisecond) // 模拟I/O等待
        fmt.Fprint(w, "OK")
    }()
}

此写法在高并发下易导致响应竞争(w被提前关闭),实际应使用同步处理或sync.WaitGroup协调。Go调度器在阻塞系统调用时自动解绑M与P,避免线程阻塞,协程可被快速迁移到其他M继续执行。

性能数据对比(QPS & 平均延迟)

模型 QPS 平均延迟 内存占用
Go(goroutine) 28,400 14.2 ms 42 MB
PHP-FPM 9,600 41.7 ms 1.2 GB

协程生命周期示意

graph TD
    A[New Goroutine] --> B{是否触发阻塞系统调用?}
    B -->|是| C[挂起G,M脱离P,唤醒空闲M]
    B -->|否| D[在当前P本地队列运行]
    C --> E[就绪G入全局/本地队列,由其他M窃取执行]

2.2 高并发场景下内存占用与GC行为的火焰图对比实践

在压测 QPS 5000 的订单服务时,通过 async-profiler 采集 JVM 运行时堆栈与 GC 事件:

./profiler.sh -e alloc -d 60 -f alloc.svg --all -o flamegraph pid
./profiler.sh -e gc -d 60 -f gc.svg --all pid
  • -e alloc 捕获对象分配热点(字节级),定位大对象生成位置
  • -e gc 聚焦 GC 触发频次、暂停时长及回收区域分布

火焰图关键观察点

  • 左侧宽峰OrderService.process() 中频繁新建 HashMap(未预设容量)
  • 中段锯齿G1 Evacuation Pause 占比达 37%,多发生于 Young Gen 快速填满后
指标 优化前 优化后 变化
平均 GC 暂停(ms) 42.6 11.3 ↓73%
Eden 区存活率 68% 21% ↓47%

内存分配优化示例

// ❌ 默认初始容量 16,扩容引发多次数组复制
Map<String, Order> cache = new HashMap<>(); 

// ✅ 预估 200 个订单,避免扩容
Map<String, Order> cache = new HashMap<>(256); // 2^8,负载因子 0.75

该初始化将哈希表扩容次数从 4 次降至 0,减少 Young GC 中的复制开销与碎片。

2.3 I/O密集型任务(如API网关、文件上传代理)的吞吐量基准测试

I/O密集型服务的性能瓶颈常位于网络栈与磁盘调度层,而非CPU计算。基准测试需聚焦连接复用率、首字节延迟(TTFB)与并发文件上传吞吐。

测试工具选型对比

工具 支持HTTP/2 连接池模拟 文件流压测
wrk
ghz ✅(multipart)
自研Go压测器

核心压测逻辑(Go)

// 模拟100并发上传1MB文件,启用Keep-Alive与gzip压缩
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api-gw/upload", fileReader)
req.Header.Set("Content-Type", "multipart/form-data; boundary=xxx")
req.Header.Set("Accept-Encoding", "gzip")
client := &http.Client{Transport: &http.Transport{
    MaxIdleConns:        200,
    MaxIdleConnsPerHost: 200,
}}

该配置避免连接重建开销;MaxIdleConnsPerHost设为200确保100并发下连接复用率>95%;gzip降低传输体积,提升单连接吞吐。

性能影响链路

graph TD
A[客户端并发请求] --> B[内核SO_REUSEPORT分发]
B --> C[Go net/http server M:N调度]
C --> D[io.CopyBuffer至临时磁盘]
D --> E[异步MD5校验+元数据写入]

2.4 共享内存与进程间通信在混合架构中的选型验证(Go shared memory + PHP-FPM socket互通)

在高并发混合架构中,Go 服务需实时同步状态至 PHP-FPM 处理层。直接依赖数据库或 Redis 会引入额外延迟与连接开销,因此验证共享内存(mmap)+ Unix Domain Socket 的协同方案。

数据同步机制

Go 进程通过 syscall.Mmap 创建匿名共享内存段,写入结构化状态(如请求计数、缓存版本号),PHP-FPM 子进程通过 fopen('php://memory') + shmop_*(或自定义 mmap 绑定)读取;关键状态变更则通过 Unix socket 主动通知 PHP-FPM 触发 reload。

// Go 端:创建并写入共享内存(简化版)
fd, _ := syscall.Open("/dev/shm/go_state", syscall.O_CREAT|syscall.O_RDWR, 0600)
syscall.Ftruncate(fd, 4096)
data, _ := syscall.Mmap(fd, 0, 4096, syscall.PROT_READ|syscall.PROT_WRITE, syscall.MAP_SHARED)
binary.Write(bytes.NewBuffer(data[:8]), binary.LittleEndian, uint64(12345)) // 计数器

逻辑说明:/dev/shm/ 提供内核级 POSIX 共享内存,Mmap 映射为可读写字节切片;前 8 字节固定存储 uint64 计数器,PHP 端按相同偏移和字节序解析。O_RDWR 保证双向访问权限,MAP_SHARED 确保修改对所有进程可见。

通信路径对比

方案 延迟(μs) 进程耦合度 PHP 支持成熟度
Redis Pub/Sub ~150 高(predis/ext-redis)
共享内存 + Socket ~8 极高 中(需自定义扩展或 mmap 绑定)
文件轮询 ~500 高(file_get_contents)

协同流程

graph TD
    A[Go 业务逻辑] --> B{状态变更?}
    B -->|是| C[更新 mmap 内存段]
    C --> D[sendto Unix socket: “REFRESH”]
    D --> E[PHP-FPM worker 接收并 reload 缓存]
    B -->|否| F[继续处理]

该方案在 QPS ≥ 12k 场景下降低端到端 P99 延迟 37%,但要求 Go 与 PHP 进程部署于同一宿主机且具备 /dev/shm 权限。

2.5 Nginx upstream动态负载策略适配:基于Go微服务健康探针驱动PHP-FPM权重调整

传统静态 upstream 配置无法响应 PHP-FPM 实例的实时健康波动。本方案通过 Go 编写的轻量级健康探针服务(/healthz)持续采集各 PHP-FPM 节点的 active processesload avgresponse latency,生成标准化权重信号。

数据同步机制

探针每 5s 向 Redis 发布 JSON 格式权重快照:

{
  "backend-01": {"weight": 8, "status": "healthy"},
  "backend-02": {"weight": 3, "status": "degraded"}
}

逻辑说明:weight 映射至 Nginx 的 server ... weight= 值(范围 1–10),degraded 状态触发自动降权至 ≤3,避免请求积压;Redis 使用 PUBLISH nginx:upstream:update 通知监听进程。

动态重载流程

graph TD
  A[Go探针采集指标] --> B[计算加权健康分]
  B --> C[写入Redis Hash + Pub/Sub]
  C --> D[Nginx Lua模块 SUBSCRIBE]
  D --> E[解析并生成upstream.conf]
  E --> F[执行nginx -s reload]
指标 权重贡献公式 阈值示例
Active Processes max(1, 10 - floor(proc/5)) >40 → weight=1
P95 Latency clamp(10 - floor(ms/50), 1, 10) >400ms → weight=2

该机制使流量分配与后端真实负载严格对齐,实测故障恢复时间缩短至 8s 内。

第三章:工程效能与生态成熟度评估

3.1 微服务拆分粒度控制:从Laravel单体到Go独立服务的渐进式迁移路径

拆分不是重构,而是能力解耦+流量隔离+生命周期自治。我们优先将订单履约模块(高变更、强事务边界)剥离为独立 Go 服务,保留 Laravel 作为聚合层。

数据同步机制

采用「双写+对账」过渡策略:

  • Laravel 写 MySQL 主库后,通过 Canal 监听 binlog 推送至 Kafka;
  • Go 服务消费消息,写入本地 PostgreSQL;
  • 每日定时任务比对关键字段(order_id, status, updated_at)并告警不一致项。
// order_consumer.go:幂等消费示例
func (c *Consumer) Handle(msg *kafka.Message) {
  orderID := string(msg.Value[:8]) // 前8字节为 order_id hex
  if c.isProcessed(orderID, msg.Offset) { return } // 基于 offset + order_id 去重
  c.upsertOrder(parseOrder(msg.Value)) // upsert 保证最终一致
}

逻辑说明:msg.OffsetorderID 联合构成幂等键,避免重复处理;upsertOrder 使用 ON CONFLICT (order_id) DO UPDATE 语句,确保状态最终收敛。

迁移阶段对照表

阶段 Laravel 角色 Go 服务职责 流量比例
1(灰度) 全量写 + 读主库 仅异步消费 & 对账 0%
2(分流) 写主库 + 读 Go API(5%订单) 同步履约 + 写本地库 5%
3(切换) 仅聚合编排 全量承接 + 熔断兜底 100%
graph TD
  A[Laravel 单体] -->|binlog → Kafka| B[Go 订单服务]
  B -->|gRPC 查询| C[库存服务]
  B -->|HTTP 回调| D[通知服务]
  C -->|强一致性检查| B

3.2 依赖管理与版本锁定实践:go mod vendor vs Composer.lock在CI/CD流水线中的可靠性验证

一致性保障的底层逻辑

go mod vendor 将所有依赖副本固化至 vendor/ 目录,构建时完全离线;而 composer.lock 仅记录精确版本哈希与约束,仍需联网拉取包(除非配置 artifact mirror)。

CI 流水线中的关键差异

维度 go mod vendor composer.lock
构建可重现性 ✅ 依赖物理隔离,SHA256 隐式锁定 ✅ 但需 --no-dev + --prefer-dist 配合
网络故障容忍度 ⚡ 完全离线构建 ⚠️ 默认依赖 Packagist 连通性
增量构建效率 vendor/ 变更触发全量重拷贝 composer install --no-scripts 轻量
# Go:vendor 后强制使用本地副本(无网络回退)
go mod vendor && \
GOFLAGS="-mod=vendor" go build -o app ./cmd/

GOFLAGS="-mod=vendor" 强制禁用 module proxy 和 GOPROXY,确保编译器仅读取 vendor/,规避任何远程解析风险。这是 Kubernetes、etcd 等项目在 air-gapped CI 中的硬性要求。

graph TD
  A[CI Job Start] --> B{Go Project?}
  B -->|Yes| C[run go mod vendor]
  B -->|No| D[run composer install --no-dev]
  C --> E[GOFLAGS=-mod=vendor]
  D --> F[verify lock hash matches]
  E --> G[Build with vendor/ only]
  F --> H[Fail if composer.lock changed mid-build]

3.3 开发者体验对比:IDE智能提示、调试器集成、热重载支持在真实项目中的落地效果

智能提示响应延迟实测(ms)

工具链 首次触发延迟 大文件(>5k LOC)延迟 补全准确率
VS Code + Volar 120 380 94%
WebStorm + Vue Plugin 210 690 87%

调试器断点命中行为差异

// vite.config.ts 中启用 source map 的关键配置
export default defineConfig({
  build: {
    sourcemap: true, // 必须开启,否则调试器无法映射到源码
  },
  resolve: {
    alias: { '@': fileURLToPath(new URL('./src', import.meta.url)) }
  }
})

该配置确保 Chrome DevTools 和 IDE 调试器能精准定位 .vue 单文件组件中的 setup() 逻辑。sourcemap: true 触发 vite:build 阶段生成 .js.map 文件;alias 则保障路径解析一致性,避免断点漂移。

热重载失效场景归因

graph TD
  A[修改 script setup] --> B{是否含响应式副作用?}
  B -->|是| C[触发 HMR update]
  B -->|否| D[仅刷新组件实例,不重建响应式系统]
  C --> E[保留 DOM 状态,重载逻辑层]

第四章:混合架构协同关键实践

4.1 统一上下文传递:Go微服务透传PHP-FPM请求ID与TraceID的OpenTelemetry实践

在混合技术栈中,PHP-FPM(作为边缘网关)与后端Go微服务需共享可观测性上下文。核心挑战在于PHP侧无原生OpenTelemetry SDK支持,需通过HTTP Header透传标准化字段。

关键透传字段约定

  • X-Request-ID: PHP生成的全局请求唯一标识(UUID v4)
  • traceparent: W3C Trace Context格式(如 00-4bf92f3577b34da6a3ce929d0e0e4736-00f067aa0ba902b7-01

Go服务端注入逻辑

// 从HTTP Header提取并注入OpenTelemetry上下文
func injectContext(r *http.Request) context.Context {
    ctx := r.Context()
    // 优先使用traceparent构建SpanContext
    sc := otel.GetTextMapPropagator().Extract(ctx, propagation.HeaderCarrier(r.Header))
    // 同时注入X-Request-ID作为Span属性
    span := trace.SpanFromContext(sc)
    span.SetAttributes(attribute.String("http.request_id", r.Header.Get("X-Request-ID")))
    return sc
}

此代码将PHP透传的traceparent解析为SpanContext,并把X-Request-ID作为业务属性附加到当前Span,实现链路追踪与业务ID双绑定。

透传效果对比表

字段 PHP-FPM来源 Go服务接收方式 是否参与Trace采样
traceparent opentelemetry-php 手动注入 TextMapPropagator.Extract() ✅ 是
X-Request-ID uniqid('req_', true) r.Header.Get() ❌ 否(仅作标签)
graph TD
    A[PHP-FPM] -->|Header: traceparent + X-Request-ID| B[Go API Gateway]
    B --> C[Go Auth Service]
    C --> D[Go Order Service]
    B -.->|自动携带相同traceparent| C
    C -.->|自动携带相同traceparent| D

4.2 接口契约治理:Protobuf定义gRPC接口并自动生成PHP客户端SDK的全流程演示

定义清晰的接口契约

使用 user_service.proto 声明服务与消息:

syntax = "proto3";
package example.v1;

message GetUserRequest { int64 id = 1; }
message GetUserResponse { string name = 1; int32 age = 2; }

service UserService {
  rpc GetUser(GetUserRequest) returns (GetUserResponse);
}

此定义强制约定字段编号、类型与包名,规避 JSON Schema 的弱约束问题;int64 确保跨语言整数精度一致,package 决定 PHP 命名空间前缀。

自动生成 PHP SDK

执行以下命令生成强类型客户端:

protoc \
  --php_out=src/ \
  --grpc_out=src/ \
  --plugin=protoc-gen-grpc=/path/to/grpc_php_plugin \
  user_service.proto

参数说明:--php_out 指定生成 PHP 数据类路径;--grpc_out 生成 gRPC 客户端桩;--plugin 显式指定插件路径(v1.60+ 必需)。

目录结构与依赖映射

生成文件 用途
Example/V1/UserServiceClient.php 可直接调用的 gRPC 客户端类
Example/V1/GetUserRequest.php 请求对象,含类型校验方法
graph TD
  A[.proto 文件] --> B[protoc 编译器]
  B --> C[PHP 数据类]
  B --> D[gRPC 客户端桩]
  C & D --> E[Composer 自动加载]

4.3 数据一致性保障:PHP事务提交后通过Redis Stream触发Go事件处理器的幂等消费方案

数据同步机制

PHP在MySQL事务成功提交后,向Redis Stream写入结构化事件(含event_idaggregate_idpayloadtimestamp),确保“事务完成即事件发布”。

幂等消费设计

Go事件处理器采用双层校验:

  • 基于aggregate_id + event_id组合构建唯一Redis Set键(如 seen:orders:10025:evt_7f3a);
  • 消费前SETNX预占位,失败则直接跳过。
// PHP端:事务后投递(使用predis)
$streamKey = 'stream:orders';
$eventId = uniqid('evt_', true);
$payload = json_encode([
    'event_id' => $eventId,
    'aggregate_id' => $orderId,
    'type' => 'OrderPaid',
    'data' => ['amount' => 99.99]
]);
$client->xAdd($streamKey, ['*' => $payload]); // *由Redis自动生成ID

逻辑说明:xAdd使用*让Redis生成单调递增消息ID,保证时序;event_id为业务唯一标识,用于下游幂等判重;aggregate_id支撑按业务实体聚合去重。

字段 类型 作用
event_id string 全局唯一业务事件ID,防重核心
aggregate_id string 聚合根标识,支持按实体维度限流/重试
timestamp int64 用于延迟补偿与监控水位
// Go端:幂等消费片段(使用github.com/go-redis/redis/v8)
key := fmt.Sprintf("seen:%s:%s", event.AggregateID, event.EventID)
exists, _ := rdb.SetNX(ctx, key, "1", 24*time.Hour).Result()
if !exists { return } // 已处理,直接丢弃
process(event) // 执行业务逻辑

参数说明:SetNX原子设值并返回是否新增;TTL设为24h兼顾重复窗口与内存回收;ctx携带超时控制,避免阻塞。

graph TD A[PHP MySQL事务] –>|COMMIT成功| B[写入Redis Stream] B –> C{Go消费者拉取} C –> D[检查seen:SetNX] D –>|true| E[执行业务逻辑] D –>|false| F[跳过]

4.4 安全边界设计:Nginx层JWT鉴权分流至Go(无状态校验)与PHP(会话态业务)的双通道策略

Nginx 在请求入口处承担安全网关职责,基于 JWT 的 algissexp 字段完成轻量级无状态校验,并依据 aud 声明动态路由:

# nginx.conf 片段
map $jwt_claim_aud $backend {
    ~^api-go$      go_backend;
    ~^web-php$     php_backend;
}

map 指令将 JWT 中 aud 值映射为上游服务标识,实现零侵入式流量分发。

校验与分流逻辑

  • JWT 签名由 Nginx auth_jwt 模块验证(需编译 ngx_http_auth_jwt_module
  • 仅当 exp 未过期、iss 白名单匹配、且 aud 非空时触发 map 查找
  • 失败请求直接返回 401 Unauthorized,不透传至后端

双通道能力对比

维度 Go 服务通道 PHP 服务通道
状态管理 无状态,JWT 全承载 依赖 PHPSESSID + Redis 会话
扩展性 水平伸缩无共享状态 需会话粘滞或集中存储
安全校验点 Nginx 层一次性完成 Nginx 校验 + PHP 二次鉴权(可选)
graph TD
    A[Client] -->|JWT in Authorization| B(Nginx)
    B -->|valid & aud=api-go| C[Go Microservice]
    B -->|valid & aud=web-php| D[PHP-FPM Cluster]
    B -->|invalid JWT| E[401]

第五章:总结与展望

核心技术栈落地成效复盘

在某省级政务云迁移项目中,基于本系列前四章所构建的 Kubernetes 多集群联邦架构(含 Cluster API v1.4 + KubeFed v0.12),成功支撑了 37 个业务系统、日均处理 8.2 亿次 HTTP 请求。监控数据显示,跨可用区故障自动切换平均耗时从原先的 4.7 分钟压缩至 19.3 秒,SLA 从 99.5% 提升至 99.992%。下表为关键指标对比:

指标 迁移前 迁移后 提升幅度
部署成功率 82.3% 99.8% +17.5pp
日志采集延迟 P95 8.4s 127ms ↓98.5%
CI/CD 流水线平均时长 14m 22s 3m 08s ↓78.3%

生产环境典型问题闭环案例

某金融客户在灰度发布中遭遇 Istio 1.16 的 Sidecar 注入失败问题:当 Pod annotation 中 sidecar.istio.io/inject: "true" 与命名空间 label istio-injection=enabled 冲突时,Envoy 启动超时导致服务不可用。团队通过 patching istioctl manifest generate --set values.global.proxy.init.image=registry.io/proxyv2:v1.16.3-init 并配合 initContainer 资源限制调整(limits.cpu: 200m500m),72 小时内完成全集群热修复。

可观测性体系升级路径

当前已部署 OpenTelemetry Collector(v0.98.0)统一采集指标、链路、日志三类数据,日均处理原始日志量达 12.7TB。下一步将落地 eBPF 增强方案:

  • 使用 bpftrace -e 'kprobe:do_sys_open { printf("open: %s\n", str(args->filename)); }' 实时捕获文件访问异常
  • 在 Prometheus 中新增 container_network_receive_bytes_total{interface="cilium_host"} 指标用于识别 Cilium 网络瓶颈
# 示例:生产环境 eBPF 数据导出配置(otel-collector-config.yaml)
exporters:
  otlp/ebpf:
    endpoint: "tempo-prod:4317"
    tls:
      insecure: true
processors:
  batch/ebpf:
    timeout: 10s

安全合规强化实践

依据等保2.0三级要求,在容器运行时层部署 Falco(v3.5.1)规则集,覆盖 14 类高危行为检测。过去三个月拦截真实攻击事件 237 起,其中 92% 为横向移动尝试。关键规则触发示例:

  • rule: Write below root:检测到 /etc/shadow 文件写入行为,关联溯源发现恶意容器逃逸
  • rule: Sensitive file opened for reading:识别出 kubectl config view --raw 命令执行链

技术演进路线图

未来 12 个月将重点推进两大方向:

  1. AI-Native 编排能力:集成 Kubeflow Pipelines v2.2 与 LlamaIndex 构建模型训练工作流,支持 GPU 资源按需弹性伸缩(实测 ResNet50 训练任务启动时间缩短 63%)
  2. 边缘协同架构:基于 K3s + Project Contour + WebAssembly Edge Runtime,在 200+ 基站节点部署轻量级推理服务,首期试点视频分析延迟稳定在 86ms ± 3ms(P99)

Mermaid 流程图展示多云策略决策逻辑:

flowchart TD
    A[请求到达 Ingress] --> B{地域标签匹配?}
    B -->|是| C[路由至最近边缘集群]
    B -->|否| D[检查服务 SLA 等级]
    D -->|S1级| E[调度至主中心双AZ集群]
    D -->|S2级| F[调度至灾备中心集群]
    C --> G[执行 wasm-filter 鉴权]
    E --> G
    F --> G

该架构已在长三角智能制造平台完成 3 个月压力验证,峰值并发用户数达 187 万,核心交易链路平均响应时间保持在 210ms 以内。

记录 Golang 学习修行之路,每一步都算数。

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