负载均衡式在线OJ

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愿所有美好如期而遇

一、所用技术与开发环境

所用技术

开发环境

二、准备及库的安装

1. 升级gcc (gcc -v查看gcc版本, 超过7就不用看本条升级gcc)

2. 安装 jsoncpp

3. 安装 cpp-httplib

4. 安装boost库

5. 安装ctemplate

三、项目宏观结构

1. leetcode结构

2. 项目宏观结构

3. 编写思路

四、compiler服务设计

1. 日志模块

2. 公共方法模块

3. 编译模块

4. 运行模块

5. 整合模块

6. 主函数

7. 使用Postman进行调试

五、oj_server服务设计

第一个功能：用户请求的服务器路由功能

第二个功能：完成model，提供对数据的操作

第三个功能：control模块，逻辑控制模块

第四个功能：view模块，进行数据渲染

完成control模块，加入负载均衡

六、效果演示

一、所用技术与开发环境

所用技术

C++ STL 标准库
Boost 准标准库(字符串切割)
cpp-httplib 第三方开源网络库
ctemplate 第三方开源前端网页渲染库
jsoncpp 第三方开源序列化、反序列化库
负载均衡设计
多进程、多线程

开发环境

ubuntu 5云服务器
vscode

二、准备及库的安装

1. 升级gcc (gcc -v查看gcc版本, 超过7就不用看本条升级gcc)

对于cpp-httplib库来说，用老的编译器，要么编译不通过，要么运行报错。

安装scl来升级gcc

sudo yum install centos-release-scl scl-utils-build

sudo yum install -y devtoolset-7-gcc devtoolset-7-gcc-c++ （这里的7可以是8或者9）

scl enable devtoolset-7 bash （启动，只在本会话有效）

如果想每次登陆的时候，都是较新的gcc，需要把上面的命令添加到你的~/.bash_profile中

添加：scl enable devtoolset-7 bash

2. 安装 jsoncpp

sudo yum install -y jsoncpp-devel

3. 安装 cpp-httplib

建议：cpp-httplib 0.7.15, 码云上去找。

4. 安装boost库

sudo apt update 更新软件包

sudo apt install libboost-all-dev(博主是unbuntu)

5. 安装ctemplate

这个资源可以在这里找：https://hub.fastgit.xyz/OlafvdSpek/ctemplate

接着将资源放到服务器上，执行如下命令

./autogen.sh

./configure

make //编译

make install //安装到系统中如果报错，加上sudo

三、项目宏观结构

comm 模块
compiler模块
oj_server模块

1. leetcode结构

本项目只实现了leetcode的题目列表和刷题功能。

2. 项目宏观结构

B/S模式：浏览器-服务器（Browser-Server, B/S）模式

3. 编写思路

先写compiler服务器，接着写oj_server，最后是前端页面设计，直接copy。

四、compiler服务设计

1. 日志模块

其他模块都会引用这个模块，这个模块我们之前的文章有详细代码和讲解，我们这里不多赘述，贴出链接：日志介绍及简单实现

2. 公共方法模块

这个模块可以先直接跳过不看，当后面模块用到这个模块中的方法时返回来看。

这里介绍几个函数：gettimeofday获取时间戳，stat获取文件属性(能获取就能说明文件存在，获取不到就说明文件不存在)；C++11及以上版本，支持在atomic头文件中，我们使用atomic_int类型定义的变量，有原子加、原子减、原子比较并交换、原子自增、原子自减等操作。

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <atomic>
#include <fstream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/time.h>
using namespace std;namespace ns_commfunc
{const string temp = "./temp/";// 将文件名变为文件路径，并且添加后缀class PathUtil{public: static string AddSuffix(const string filename, const string suffix){string ret = temp + filename + suffix;return ret;}//编译模块static string filepath_src(const string& filename){return AddSuffix(filename, ".cpp");}static string filepath_exe(const string& filename){return AddSuffix(filename, ".exe");}static string filepath_stderr(const string& filename){return AddSuffix(filename, ".compile_err");}//运行模块static string filepath_stdin(const string& filename){return AddSuffix(filename, ".stdin");}static string filepath_stdout(const string& filename){return AddSuffix(filename, ".stdout");}static string filepath_stderr_runner(const string& filename){return AddSuffix(filename, ".stderr");}};class TimeUtil{public:static string Gettimeofms(){struct timeval tv;gettimeofday(&tv, nullptr);string ret = to_string(tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000);return ret;}};class FileUtil{public:static bool Isexist_file(const string filename){struct stat temp;int ret = stat(filename.c_str(), &temp);return ret == 0 ? true : false;}static string UniqueFilename(){static atomic_uint id(0);id++;return TimeUtil::Gettimeofms() + "_" + to_string(id);}static bool WritecodeToFile(const string filename, const string& content){ofstream out(filename);if(!out.is_open()) return false;out.write(content.c_str(), content.size());return true;}static bool Readfile(const string& filename, string& content, bool keep){ifstream in(filename);if(!in.is_open()) return false;string line;while(getline(in, line)){content += line;content += keep ? "\n" : "";}return true;}static string CodeTodesc(int status, string filename){string ret = "";switch (status){case 0:ret = "运行正常";break;case -1:ret = "代码为空";break;case -2:ret = "未知错误";break;case -3:// ret = "编译错误";FileUtil::Readfile(filename, ret, true);break;case 24:ret = "超时";default:ret = "待填充";break;}return ret;}};
}

3. 编译模块

1. 创建编译类Compile，封装在命名空间ns_compile中：

namespace ns_compile
{class Compile{private:public:Compile(){}~Compile(){}};
}

2. 写一个方法，完成编译功能，那么这个方法的参数和返回值我们如何设置？我们要明白，外面有一个整合模块来接收请求，并且从请求中提取代码并解析成字符串形成源文件，也就是说，我们的编译方法，参数为这个文件名，也就是字符串类型。返回值可以设置为bool类型，表示是否编译成功。

       /*@return val: 编译结果是否成功@pragma    : 文件名*/static bool compile(const string& filename){}

接下来就可以创建子进程，按照我们上面的逻辑写代码了：

其中，我们在comm文件夹下，创建了一个公共方法文件，这个文件中我们写不同模块需要使用的公共方法，这些方法封在ns_commfunc中的不同类中，有Path类，这个类中的方法用来形成文件路径；文件类，这个类中的方法用来对文件进行操作。

static bool compile(const string& filename){int id = fork();if(id < 0){Log(ERROR, "子进程创建失败");return false;} else if(id == 0){//子进程//重定向umask(0);i