0. 前言

这个项目使用了前后端,实现一个丐版的LeetCode刷题网站,并根据每台主机的实际情况,选择对应的主机,负载均衡的调度 

0.1 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

• MySQL C connect

• Ace前端在线编辑器
  (
  部分
  )

• html/css/js/jquery/ajax (部分
  )

开发环境: 
Centos 7
云服务器,
vscode, 
Mysql Workbench

0.2 建立目录及文件

0.3 项目宏观结构

• 具体的功能类似 leetcode 的题目列表+在线编程功能 

1. compile 服务设计

•  由于compiler这个模块管理的是编译与运行,则可以先直接就创建所需要的文件

1.0 书写makefile文件 

•   随着后续代码的跟进,并不断引入第三方库,这里还会新增编译选项

1.1 compiler_server

1.1.0 编译功能(compiler.hpp)

•  在编译的时候,无非存在2种情况,a)要么通过,b)要么不通过
• 要确定编译通过:
  只需要确定是否生成对应的.exe文件
• 要当编译出错的时候(stderr):
  需要将出错信息,重定向到一个临时文件中,保存编译出错的结果
  还需要调用fork();子进程完成编译工作
  父进程继续执行

•  由于需要频繁的文件名转换,所以在comm模块中,新建util.hpp文件并将文件名转换的函数放在一起

• 还有后面判断编译成功生成的可执行程序,虽然可以直接暴力的打开文件判断是否存在,但这里使用stat函数会好一些
• stat结构体会记录文件的各种信息

•  注意: 程序替换是不会影响进程的文件符描述符表的

1.1.1 日志模块(log.hpp)

由于一般日志都会带上时间, 这里还需要实现一个得到当前时间的函数,则我又在util.hpp把得到时间函数的类封装成了一个类

由于会频繁的调用日志进行打印信息,也为了更简便的调用,我进行了以下处理

• 如果在宏定义中使用#，那么这个宏就被称为带有字符串化操作的宏。这种宏可以将其参数转换成字符串常量，并在预处理阶段进行替换。 

由于引入了日志,则就可以把之前所有的输出信息,换成日志输出 

1.1.2 测试编译模块 

•  Compile的参数是文件名,它内部会自动拼接
• 我们还需要再./temp中创建一个code.cpp文件

•  上面我的代码有一个错误,在编译成功的时候,并没有return,导致LOG日志打印有问题

•  要是我们的源文件有问题,错误信息就会重定向到 文件.compile_error中
• 在测试的时候,还需要把 文件.exe 文件.compile_error文件删除,就是上次生成的文件

1.1.3 运行功能(runner.hpp) 

程序运行: 1)代码跑完,结果正确 2)代码跑完,结果不正确, 3)代码没跑完,异常了

程序结果是否正确,是由oj_server中的测试用例决定的,则run模块只考虑是否正确运行完毕

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include // fork接口需要

#include "../comm/log.hpp"
#include "../comm/util.hpp"
namespace ns_runner
{

    using namespace ns_util;
    using namespace ns_log;
    class Runner
    {
    public:
        Runner(){}
        ~Runner(){}
        static int Run(const std::string &file_name){
            std::string _execute = PathUtil::Exe(file_name);// 可执行
            std::string _stdin = PathUtil::Stdin(file_name);// 输入
            std::string _stdout = PathUtil::Stdout(file_name);// 输出
            std::string _stderr = PathUtil::Stderr(file_name);// 错误

            umask(0);
            int _stdin_fd = open(_stdin.c_str(),O_CREAT | O_RDONLY,0644);
            int _stdout_fd = open(_stdout.c_str(),O_CREAT | O_WRONLY,0644);
            int _stderr_fd = open(_stderr.c_str(),O_CREAT | O_WRONLY,0644);

            if(_stdin_fd < 0 || _stdout_fd < 0 || _stderr_fd < 0){
                LOG(ERROR) << "运行时打开标准文件失败" << "
";
                return -1;// 代表打开文件失败
            }

            pid_t pid = fork();
            if(pid < 0){
                LOG(ERROR) << "运行创建子进程失败" << "
";
                close(_stdin_fd);
                close(_stdout_fd);
                close(_stderr_fd);
                return -2;// 代表创建自己失败
            }
            else if(pid == 0){
                // 子进程
                dup2(_stdin_fd,0);
                dup2(_stdout_fd,1);
                dup2(_stderr_fd,2);
                LOG(INFO) << "123";// 是不是有问题啊
                // 这个程序替换等价于 ./tmp/code.exe ./tmp/code.exe
                execl(_execute.c_str(),_execute.c_str(),nullptr);
                exit(1);
            }
            else{
                close(_stdin_fd);
                close(_stdout_fd);
                close(_stderr_fd);
                int status = 0;// 表示输出型参数
                waitpid(pid,&status,0);// 阻塞式等待

                // 程序运行异常,一定是因为收到信号
                LOG(INFO) << "运行完毕,infor: " << (status & 0x7f) << "
";
                return status & 0x7f;
            }
        }
    };
}

• 返回值 > 0: 程序异常了，退出时收到了信号，返回值就是对应的信号编号
  返回值 == 0: 正常运行完毕的，结果保存到了对应的临时文件中
  返回值 < 0: 内部错误

• run.hpp也是一样的,把自己的各种输出信息,输出到一个临时文件中
• 要判断一个程序是否异常,只需要看它是否收到了异常信号

解释waitpid第2个输出型参数 

•  status并不是按照整数来整体使用的,而是按照比特位的方式,将32个比特位进行划分,只需要学习低16位
• 这也是上面为什么会写成status & 0x7F的原因

那6个程序替换的系统接口,具体使用那个看实际情况 

• 没有p就需要带路径
• 有l,就是列表式传命令
• 有v就是数组式传命令
• 有e就需要传自己设置的环境变量

1.1.4 测试运行模块

• 虽然运行模块已经能正常运行了,但是万一code.cpp是恶意程序了,比如死循环,不停消耗CPU资源 , 所以还需要进一步的资源约束

1.1.5 添加资源限制(setrlimit)

• 资源不足，导致OS终止进程，是通过信号终止的  

•  为了方便上层调用,我直接在Run函数中增加了cpu_limit和mem_limit形参

 这个项目走到这里就需要编写compile_run.hpp,将编译和运行的逻辑连接在一起,且code.cpp需要被处理的源文件,不应该是我们自己添加的,而是需要再客户端中导入的

1.1.6 编译 && 运行功能 (compile_run.hpp)

这个模块要做的是:

a)适配用户请求,引入json定制通信协议字段

b)形成唯一文件名

c)正确调用compile and run

在centos中安装: sudo yum install json-c-devel

头文件 #include 

•  注意: 在编译引入了json的文件,需要加上-ljsoncpp

• 虽然这个code就是文件名了,但client可能会提交大量的代码,所以内部就会需要形成唯一的文件名(待完善)
• 还有很多个出错问题怎么解决(待完善)

 complie_run.hpp

#pragma once

#include "compiler.hpp"
#include "runner.hpp"
#include "../comm/log.hpp"
#include "../comm/util.hpp"
#include 

namespace ns_compile_and_run
{
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;
    using namespace ns_compiler;
    using namespace ns_runner;
    
    // in_json: {"code": "#include...", "input": "","cpu_limit":1, "mem_limit":10240}
    // out_json: {"status":"0", "reason":"","stdout":"","stderr":"",}
    static void Start(const std::string &in_json,std::string *out_json){
        // step1: 反序列化过程
        Json::Value in_value;
        Json::Reader reader;
        // 把in_json中的数据写到in_value中
        reader.parse(in_json,in_value);// 最后再处理差错问题

        std::string code = in_value["code"].asString();
        std::string input = in_value["input"].asString();
        int cpu_limit = in_value["cpu_limit"].asInt();
        int mem_limit = in_value["mem_limit"].asInt();

        Json::Value out_value;
        int status_code = 0;
        int run_result = 0;
        std::string file_name;// 唯一文件名
        if(code.size() == 0){
            status_code = -1;// 代码为空
            goto END;
        }
        // 形成的文件名只居有唯一性,没有目录没有后缀
        // 使用: 毫秒级时间戳 + 原子性递增唯一值 : 来保证唯一性
        file_name = FileUtil::UniqFileName();
        // 形成临时的src文件
        if(!FileUtil::WriteFile(PathUtil::Src(file_name),code)){
            status_code = -2;// 未知错误
            goto END;
        }

        if(!Compiler::Compile(file_name)){
            status_code = -3;// 编译错误
            goto END;
        }
        run_result = Runner::Run(file_name,cpu_limit,mem_limit);
        if(run_result  0){
            // 程序运行崩溃
            status_code = run_result;// 这里的run_result是信号
        }
        else{
            // 运行成功
            status_code = 0;
        }
    END:
        out_value["status"] = status_code;
        out_value["reason"] = CodeToDest(status_code,file_name);// 得到错误信息字符串
        if(status_code == 0){
            // 整个过程全部成功
            std::string _stdout;
            FileUtil::ReadFile(PathUtil::Stdout(file_name),&_stdout,true);
            out_value["stdout"] = _stdout;

            std::string _stderr;
            FileUtil::ReadFile(PathUtil::Stdout(file_name),&_stderr,true);
            out_value["stdout"] = _stdout;
        }

        // step2: 序列化
        Json::StyledWriter writer;
        *out_json = writer.write(out_value);
        

    }
    

}

 1.1.7 基于compile_run.hpp对util.hpp的补充

• 注意引入流时需要引入头文件: #include  

• getline:不保存行分割符,有些时候需要保留
  ,getline内部重载了强制类型转化 

1.1.8 测试编译运行模块 

#include "compile_run.hpp"
using namespace ns_compile_and_run;

int main()
{
    std::string in_json;
    Json::Value in_value;
    // R"()", raw string
    in_value["code"] = R"(#include
    int main(){
    std::cout << "你可以看见我了" << std::endl;
    return 0;
    })";
    in_value["input"] = "";
    in_value["cpu_limit"] = 1;
    in_value["mem_limit"] = 10240 * 3;
    Json::FastWriter writer;
    in_json = writer.write(in_value);
    // std::cout << in_json << std::endl;
    // 这个是将来给客户端返回的json串
    std::string out_json;
    CompileAndRun::Start(in_json, &out_json);
    std::cout << out_json << std::endl;
    return 0;
}

•  实际上这里的代码应该是client自动提交给我们的,我们直接使用第三方库就行了
• 待优化: 可以把临时生成的这些文件都清理掉,

1.1.9 清理临时文件

•  这个函数直接放在compile_server.cc中的start函数的最后,清理临时文件

1.1.10 引入cpp-httplib 网络库

 下载地址: cpp-httplib: C++ http 网络库 – Gitee.com

•  这个就是别人写好的网络库,我们直接使用就行了

1.1.11 更新gcc

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

安装新版本gcc: 
sudo yum install
–
y devtoolset
–
9
–
gcc devtoolset
–
9
–
gcc
–
c
++

• 把 scl enable devtoolset–9 bash 放在 ~/.bash_profile中
• 想每次登陆的时候，都是较新的gcc

 如果不更新在使用cpp-httplib时可能会报错, 用老的编译器，要么编译不通过，要么直接运行报错

1.1.12 测试cpp-httplib网络库 

• 可能会出现服务器的公网ip无法访问的问题,可以试试把防火墙关闭,并打开端口

1.1.13 将compiler_server打包成网络服务

compiler_server.cc

#include "compile_run.hpp"
#include "../comm/httplib.h"// 引入

using namespace ns_compile_and_run;
using namespace httplib;// 引入

void Usage(std::string proc){
    std::cerr << "Usage: " << "
	" << proc << " port" << std::endl;
}

//./copile_server port
int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc != 2){
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    Server svr;
    svr.Post("/compile_and_run",[](const Request&req,Response & resp){
        // 用户请求的服务正文是我们想要的json string
        std::string in_json = req.body;
        std::string out_json;
        if(!in_json.empty()){
            CompileAndRun::Start(in_json,&out_json);
            resp.set_content(out_json,"application/json;charset=uft-8");
        }
    });
    svr.listen("0.0.0.0",atoi(argv[1]));
    return 0;
}

• 由于我这里没有写客户端代码,则这里暂时不好测试,不过可以借助第三方工具进行测试

 2. oj_server服务设计

本质：
建立一个小型网站

1. 获取首页，用题目列表充当

2. 编辑区域页面

3. 提交判题功能(编译并运行)

2.1 书写makefile文件

•  随着后续代码的跟进,并不断引入第三方库,这里还会新增编译选项

2.2 服务路由功能(oj_server.cc) 

• 为用户实现的路由功能就3个 a. 获取所有的题目列表 b.根据题目编号,获取题目内容 c.判断用户提交的代码  

2.3 MVC 结构的oj 服务设计(M)

Model
,
通常是和数据交互的模块
，比如，对题库进行增删改查（文件版，
MySQL
）

2.3.1 安装boost库 && 字符切分功能

sudo yum install –y boost–devel //是boost 开发库

•  第一个参数为缓冲区,第二个参数为被分割的字符串
• 第三个参数为分割符,第四个参数为是否压缩
  • 要压缩: 当sep = “空格”时,sepsepsep -> 空格
  • 不压缩: 当sep = “空格”时,sepsepsep -> 空格空格空格

 2.3.2 数据结构

header.cpp

#include 
#include 
#include 
#include 

tail.cpp

#ifndef COMPILER_ONLINE
#include "header.cpp"
#endif

// 这里先把测试用例 暴露出来
void Test1()
{
    // 通过定义临时对象，来完成方法的调用
    bool ret = Solution().isPalindrome(121);
    if(ret){
        std::cout << "通过用例1, 测试121通过 ... OK!" << std::endl;
    }
    else{
        std::cout << "没有通过用例1, 测试的值是: 121"  << std::endl;
    }
}

void Test2()
{
    // 通过定义临时对象，来完成方法的调用
    bool ret = Solution().isPalindrome(-10);
    if(!ret){
        std::cout << "通过用例2, 测试-10通过 ... OK!" << std::endl;
    }
    else{
        std::cout << "没有通过用例2, 测试的值是: -10"  << std::endl;
    }
}

int main()
{
    Test1();
    Test2();

    return 0;
}

• des.txt表示题目信息
•  header.cpp表示预设代码
• tail.cpp表示测试用例

•  真正代码 = 用户在head.cpp中的代码 + header.cpp + tail.cpp 并去到COMPILER_ONLINE
•  这个条件编译只是为了编写tail.cpp时不报错

2.3.3 model功能(oj_model.cpp)

数据交互 && 提供接口

#pragma once
// 文件版本
#include "../comm/util.hpp"
#include "../comm/log.hpp"
#include 
#include 
#include 

namespace ns_model
{
    using namespace std;
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;

    struct Question{
        string number;// 题目编号,唯一
        string tile;// 题目标题
        string star;// 难度: 简单 中等 困难
        
        int cpu_limit;// 题目的时间复杂度(S)
        int mem_limit;// 题目的空间复杂度(KB)
        
        string desc;// 题目描述
        string header; // 题目预设给用户在线编辑器的代码
        string tail;// 题目测试用例,需要和header拼接
    };    

    const string questions_list = "./question/quetions.list";
    const string questions_path = "./question";

    class Model
    {
    public:
        Model(){
            // 加载所有题目:底层是用hash表映射的
            assert(LoadQuestionList(questions_list));
        }
        ~Model(){
            ;
        }

        // 获取所有题目,这里的out是输出型参数
        bool GetAllQuestions(vector*out){
            if(questions.size() == 0){
                LOG(ERROR) << "用户获取题库失败" <push_back(q.second);
            }
            return true;
        }

        // 获取指定题目,这里的q是输出型参数
        bool GetOneQuestion(const string& number,Question* q){
            const auto& iter = questions.find(number);
            if(iter == questions.end()){
                LOG(ERROR) << "用户获取题目失败,题目编号: " << number <second;
            return true;
        }

        // 加载配置文件: questions/questions.list + 题目编号文件
        bool LoadQuestionList(const string&question_list){
            // 加载配置文件: questions/questions.list +题目编号文件
            ifstream in(question_list);
            if(!in.is_open()){
                LOG(FATAL) << "加载题库失败,请检查是否存在题库文件" << "
";
                return false;
            }
            string line;
            while(getline(in,line)){
                vectortokens;
                StringUtil::SplitString(line,&tokens," ");// 被分割的字符串 缓冲区 分割符
                // eg: 1 判断回文数 简单 1 30000
                if(tokens.size()!=5){
                    LOG(WARNING) << "加载部分题目失败,请检查文件格式" << "
";
                    continue;
                }
                Question q;
                q.number = tokens[0];
                q.tile = tokens[1];
                q.star = tokens[2];
                q.cpu_limit = atoi(tokens[3].c_str());
                q.mem_limit = atoi(tokens[4].c_str());

                string path = questions_list;
                path += q.number;
                path += "/";

                // 第三个参数代表 是否加上 

                FileUtil::ReadFile(path+"desc.txt",&(q.desc),true);
                FileUtil::ReadFile(path+"header.cpp",&(q.header),true);
                FileUtil::ReadFile(path+"tail.txt",&(q.tail),true);
               
                questions.insert({q.number,q});// 录题成功
            }
            LOG(INFO) << "加载题库...成功" << "
";
            in.close();
        }
    private:
        // 题号 : 题目细节
        unordered_map questions;
    };
} 

2.4 MVC 结构的oj 服务设计(C) 

2.4.1 负载均衡模块

namespace ns_control
{
    using namespace std;
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;
    using namespace ns_model;
    using namespace ns_view;
    using namespace httplib;

    // 提供服务的主机
    class Machine
    {
    public:
        std::string ip;  //编译服务的ip
        int port;        //编译服务的port
        uint64_t load;   //编译服务的负载
        std::mutex *mtx; // mutex禁止拷贝的，使用指针
    public:
        Machine() : ip(""), port(0), load(0), mtx(nullptr)
        {
        }
        ~Machine()
        {
        }

    public:
        // 提升主机负载
        void IncLoad()
        {
            if (mtx) mtx->lock();
            ++load;
            if (mtx) mtx->unlock();
        }
        // 减少主机负载
        void DecLoad()
        {
            if (mtx) mtx->lock();
            --load;
            if (mtx) mtx->unlock();
        }
        void ResetLoad()
        {
            if(mtx) mtx->lock();
            load = 0;
            if(mtx) mtx->unlock();
        }
        // 获取主机负载,没有太大的意义，只是为了统一接口
        uint64_t Load()
        {
            uint64_t _load = 0;
            if (mtx) mtx->lock();
            _load = load;
            if (mtx) mtx->unlock();

            return _load;
        }
    };

    const std::string service_machine = "./conf/service_machine.conf";
    class LoadBlance
    {
    private:
        // 可以给我们提供编译服务的所有的主机
        // 每一台主机都有自己的下标，充当当前主机的id
        std::vector machines;
        // 所有在线的主机id
        std::vector online;
        // 所有离线的主机id
        std::vector offline;
        // 保证LoadBlance它的数据安全
        std::mutex mtx;

    public:
        LoadBlance()
        {
            assert(LoadConf(service_machine));
            LOG(INFO) << "加载 " << service_machine << " 成功"
                      << "
";
        }
        ~LoadBlance()
        {
        }

    public:
        bool LoadConf(const std::string &machine_conf)
        {
            std::ifstream in(machine_conf);
            if (!in.is_open())
            {
                LOG(FATAL) << " 加载: " << machine_conf << " 失败"
                           << "
";
                return false;
            }
            std::string line;
            while (std::getline(in, line))
            {
                std::vector tokens;
                StringUtil::SplitString(line, &tokens, ":");
                if (tokens.size() != 2)
                {
                    LOG(WARNING) << " 切分 " << line << " 失败"
                                 << "
";
                    continue;
                }
                Machine m;
                m.ip = tokens[0];
                m.port = atoi(tokens[1].c_str());
                m.load = 0;
                m.mtx = new std::mutex();

                online.push_back(machines.size());
                machines.push_back(m);
            }

            in.close();
            return true;
        }
        // id: 输出型参数
        // m : 输出型参数
        bool SmartChoice(int *id, Machine **m)
        {
            // 1. 使用选择好的主机(更新该主机的负载)
            // 2. 我们需要可能离线该主机
            mtx.lock();
            // 负载均衡的算法
            // 1. 随机数+hash
            // 2. 轮询+hash
            int online_num = online.size();
            if (online_num == 0)
            {
                mtx.unlock();
                LOG(FATAL) << " 所有的后端编译主机已经离线, 请运维的同事尽快查看"
                           << "
";
                return false;
            }
            // 通过遍历的方式，找到所有负载最小的机器
            *id = online[0];
            *m = &machines[online[0]];
            uint64_t min_load = machines[online[0]].Load();
            for (int i = 1; i  curr_load)
                {
                    min_load = curr_load;
                    *id = online[i];
                    *m = &machines[online[i]];
                }
            }
            mtx.unlock();
            return true;
        }
        void OfflineMachine(int which)
        {
            mtx.lock();
            for(auto iter = online.begin(); iter != online.end(); iter++)
            {
                if(*iter == which)
                {
                    machines[which].ResetLoad();
                    //要离线的主机已经找到啦
                    online.erase(iter);
                    offline.push_back(which);
                    break; //因为break的存在，所有我们暂时不考虑迭代器失效的问题
                }
            }
            mtx.unlock();
        }
        void OnlineMachine()
        {
            //我们统一上线，后面统一解决
            mtx.lock();
            online.insert(online.end(), offline.begin(), offline.end());
            offline.erase(offline.begin(), offline.end());
            mtx.unlock();

            LOG(INFO) << "所有的主机有上线啦!" << "
";
        }
        //for test
        void ShowMachines()
        {
             mtx.lock();
             std::cout << "当前在线主机列表: ";
             for(auto &id : online)
             {
                 std::cout << id << " ";
             }
             std::cout << std::endl;
             std::cout << "当前离线主机列表: ";
             for(auto &id : offline)
             {
                 std::cout << id << " ";
             }
             std::cout << std::endl;
             mtx.unlock();
        }
    };
}

2.4.1 control功能(oj_control.hpp)

逻辑控制模块

// 这是我们的核心业务逻辑的控制器
    class Control
    {
    private:
        Model model_; //提供后台数据
        View view_;   //提供html渲染功能
        LoadBlance load_blance_; //核心负载均衡器
    public:
        Control()
        {
        }
        ~Control()
        {
        }

    public:
        void RecoveryMachine()
        {
            load_blance_.OnlineMachine();
        }
        //根据题目数据构建网页
        // html: 输出型参数
        bool AllQuestions(string *html)
        {
            bool ret = true;
            vector all;
            if (model_.GetAllQuestions(&all))
            {
                sort(all.begin(), all.end(), [](const struct Question &q1, const struct Question &q2){
                    return atoi(q1.number.c_str()) < atoi(q2.number.c_str());
                });
                // 获取题目信息成功，将所有的题目数据构建成网页
                // ...
            }
            else
            {
                *html = "获取题目失败, 形成题目列表失败";
                ret = false;
            }
            return ret;
        }
        bool Question(const string &number, string *html)
        {
            bool ret = true;
            struct Question q;
            if (model_.GetOneQuestion(number, &q))
            {
                // 获取指定题目信息成功，将所有的题目数据构建成网页
                // ....
            }
            else
            {
                *html = "指定题目: " + number + " 不存在!";
                ret = false;
            }
            return ret;
        }
        // code: #include...
        // input: ""
        void Judge(const std::string &number, const std::string in_json, std::string *out_json)
        {
            
        }
    };

•  control模块中的判题功能,我打算最后设计

2.5  MVC 结构的oj 服务设计(V)

2.4 安装与测试 ctemplate(网页渲染)

渲染本质就是key-value之间的替换

• 安装镜像源: git clone https://gitee.com/mirrors_OlafvdSpek/ctemplate.git 

• .
  /
  autogen
  .
  sh

• .
  /
  configure

• make
  //
  编译 如果报错请
  更新gcc

• make install

test.cpp 

#include 
#include 
#include 
int main()
{
    std::string html = "./test.html";
    std::string html_info = "测试ctemplate渲染";

    // 建立ctemplate参数目录结构
    ctemplate::TemplateDictionary root("test"); // unordered_map test;
    
    // 向结构中添加你要替换的数据，kv的
    root.SetValue("info", html_info); // test.insert({key, value});
    
    // 获取被渲染对象
    // DO_NOT_STRIP：保持html网页原貌
    ctemplate::Template *tpl = ctemplate::Template::GetTemplate(html,ctemplate::DO_NOT_STRIP); 
    
    // 开始渲染，返回新的网页结果到out_html
    std::string out_html;
    tpl->Expand(&out_html, &root);
    
    std::cout << "渲染的带参html是:" << std::endl;
    std::cout << out_html << std::endl;
    
    return 0;
}

 test.html

    
    
    
    



    
{{info}}
    
{{info}}
    
{{info}}
    
{{info}}

 错误原因: error while loading shared libraries: libmpc.so.3: cannot open shared object file 

export LD\_LIBRARY\_PATH=$LD\_LIBRARY\_PATH:/usr/local/lib

•  在命令行上输入 上面这段命令,注:只在当前会话中有效

#  cat /etc/ld.so.conf
include ld.so.conf.d/*.conf
#  echo “/usr/local/lib” >> /etc/ld.so.conf
#  ldconfig

2.5.2 渲染功能(oj_view.hpp)

#pragma once
#include 
#include 
#include "./oj_model.hpp"

namespace ns_view
{
    using namespace ns_model;

    const std::string template_path = "./template_html/";

    class View
    {
    public:
        View(){}
        ~View(){}

        // 渲染所有题目
        void ALLExpandHtml(const vector&question,std::string *html){
            // 题目编号 题目标题 题难度
            // 推荐表格实现
            // 1.形成路径
            string src_html = template_path + "all_quetions.html";

            // 2.形成数字典
            ctemplate::TemplateDictionary root("all_question");
            for(const auto& q: question){
                ctemplate::TemplateDictionary *sub = root.AddSectionDictionary("question_list");
                sub->SetValue("number",q.number);
                sub->SetValue("title",q.title);
                sub->SetValue("star",q.star);
            }

            // 3. 获取被渲染的html
            ctemplate::Template*tpl = ctemplate::Template::GetTemplate(src_html,ctemplate::DO_NOT_STRIP);

            // 4.开始完成渲染功能
            tpl->Expand(html,&root);
        }

        // 渲染一道题目
        void OneExpandHtml(const struct Question &q,string *html){
            // 1.形成路径
            std::string src_html = template_path + "one_question.html";

            // 2. 形成数字典
            ctemplate::TemplateDictionary root("one_question");
            root.SetValue("number",q.number);
            root.SetValue("title",q.title);
            root.SetValue("star",q.star);
            root.SetValue("desc",q.desc);
            root.SetValue("header",q.header);

            // 3.获取被渲染的html
            ctemplate::Template*tpl = ctemplate::Template::GetTemplate(src_html,ctemplate::DO_NOT_STRIP);
            // 4.开始完成渲染功能
            tpl->Expand(html,&root);
        }
    };
}

2.6  联动MVC模块并测试

oj_server.cc 

#include 
#include "../comm/httplib.h"// 引入
#include "oj_control.hpp"

using namespace httplib;// 引入
using namespace ns_control;

int main()
{
    // 用户请求的服务器路由功能
    Server svr;
    Control ctrl;
    // 获取所有的题目列表
    svr.Get("/all_questions",[&ctrl](const Request&req,Response &resp){
        // 返回一张包含所有题目的html网页
        std::string html;// 待处理
        ctrl.AllQuestions(&html);
        resp.set_content(html,"text/html;charset=utf-8");
    });

    // 根据题目编号,获取题目内容
    // \d+ 是正则表达式的特殊符合
    svr.Get(R"(/question/(\d+))",[&ctrl](const Request&req,Response &resp){
        std::string number = req.matches[1];
        std::string html;
        ctrl.Question(number,&html);
        resp.set_content(html,"text/html;charset=utf-8");
    });

    // 判断用户提交的代码(1.每道题c测试用例,2.compile_and_run)
    svr.Post(R"(/judge/(\d+))",[&ctrl](const Request&req,Response &resp){
        std::string number = req.matches[1];
        std::string result_json;
        ctrl.Judge(number,req.body,&result_json);
        resp.set_content(result_json,"application/json;charset=utf-8");
    });
    svr.set_base_dir("./wwwroot");
    svr.listen("0.0.0.0",8080);
    return 0;
}

•  这里的前端都是提前做好了的,我们可以不关心前端;
• control功能还有个判题功能没有实现

 2.7 完善oj_control.hpp中的判题功能

void Judge(const std::string &number, const std::string in_json, std::string *out_json)
        {
            // LOG(DEBUG) << in_json << " 
number:" << number <ip, m->port);
                m->IncLoad();
                LOG(INFO) << " 选择主机成功, 主机id: " << id << " 详情: " <ip << ":" <port << " 当前主机的负载是: " <Load() <status == 200)
                    {
                        *out_json = res->body;
                        m->DecLoad();
                        LOG(INFO) << "请求编译和运行服务成功..." <DecLoad();
                }
                else
                {
                    //请求失败
                    LOG(ERROR) << " 当前请求的主机id: " << id << " 详情: " <ip << ":" <port << " 可能已经离线"<< "
";
                    load_blance_.OfflineMachine(id);
                    load_blance_.ShowMachines(); //仅仅是为了用来调试
                }
            }

2.8 测试oj_server服务

• 在编译时需要加上-D COMPILER_ONLINE条件编译, 

•  设计到前端网页,下面会有提及

2.9 一个BUG 

•  把tail.txt改成tail.cpp,不然后面无法进行代码拼接

 3. 前端页面设计(了解)

3.1 index.html

    
    
    
    
    
        /* 起手式, 100%保证我们的样式设置可以不受默认影响 */
        * {
            /* 消除网页的默认外边距 */
            margin: 0px;
            /* 消除网页的默认内边距 */
            padding: 0px;
        }

        html,
        body {
            width: 100%;
            height: 100%;
        }

        .container .navbar {
            width: 100%;
            height: 50px;
            background-color: black;
            /* 给父级标签设置overflow，取消后续float带来的影响 */
            overflow: hidden;
        }

        .container .navbar a {
            /* 设置a标签是行内块元素，允许你设置宽度 */
            display: inline-block;
            /* 设置a标签的宽度,a标签默认行内元素，无法设置宽度 */
            width: 80px;
            /* 设置字体颜色 */
            color: white;
            /* 设置字体的大小 */
            font-size: large;
            /* 设置文字的高度和导航栏一样的高度 */
            line-height: 50px;
            /* 去掉a标签的下划线 */
            text-decoration: none;
            /* 设置a标签中的文字居中 */
            text-align: center;
        }
        /* 设置鼠标事件 */
        .container .navbar a:hover {
            background-color: green;
        }
        .container .navbar .login {
            float: right;
        }

        .container .content {
            /* 设置标签的宽度 */
            width: 800px;
            /* 用来调试 */
            /* background-color: #ccc; */
            /* 整体居中 */
            margin: 0px auto;
            /* 设置文字居中 */
            text-align: center;
            /* 设置上外边距 */
            margin-top: 200px;
        }

        .container .content .font_ {
            /* 设置标签为块级元素，独占一行，可以设置高度宽度等属性 */
            display: block;
            /* 设置每个文字的上外边距 */
            margin-top: 20px;
            /* 去掉a标签的下划线 */
            text-decoration: none;
            /* 设置字体大小
            font-size: larger; */
        }
    



    
        
        
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 3.2 all_questions.html

    
    
    
    
    
        /* 起手式, 100%保证我们的样式设置可以不受默认影响 */
        * {
            /* 消除网页的默认外边距 */
            margin: 0px;
            /* 消除网页的默认内边距 */
            padding: 0px;
        }

        html,
        body {
            width: 100%;
            height: 100%;
        }

        .container .navbar {
            width: 100%;
            height: 50px;
            background-color: black;
            /* 给父级标签设置overflow，取消后续float带来的影响 */
            overflow: hidden;
        }

        .container .navbar a {
            /* 设置a标签是行内块元素，允许你设置宽度 */
            display: inline-block;
            /* 设置a标签的宽度,a标签默认行内元素，无法设置宽度 */
            width: 80px;
            /* 设置字体颜色 */
            color: white;
            /* 设置字体的大小 */
            font-size: large;
            /* 设置文字的高度和导航栏一样的高度 */
            line-height: 50px;
            /* 去掉a标签的下划线 */
            text-decoration: none;
            /* 设置a标签中的文字居中 */
            text-align: center;
        }

        /* 设置鼠标事件 */
        .container .navbar a:hover {
            background-color: green;
        }

        .container .navbar .login {
            float: right;
        }

        .container .question_list {
            padding-top: 50px;
            width: 800px;
            height: 100%;
            margin: 0px auto;
            /* background-color: #ccc; */
            text-align: center;
        }

        .container .question_list table {
            width: 100%;
            font-size: large;
            font-family: 'Lucida Sans', 'Lucida Sans Regular', 'Lucida Grande', 'Lucida Sans Unicode', Geneva, Verdana, sans-serif;
            margin-top: 50px;
            background-color: rgb(243, 248, 246);
        }

        .container .question_list h1 {
            color: green;
        }

        .container .question_list table .item {
            width: 100px;
            height: 40px;
            font-size: large;
            font-family: 'Times New Roman', Times, serif;
        }

        .container .question_list table .item a {
            text-decoration: none;
            color: black;
        }

        .container .question_list table .item a:hover {
            color: blue;
            text-decoration: underline;
        }

        .container .footer {
            width: 100%;
            height: 50px;
            text-align: center;
            line-height: 50px;
            color: #ccc;
            margin-top: 15px;
        }
    



    
        
        
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                {{#question_list}}
                
                {{/question_list}}
            

                

                    
编号
                    
标题
                    
难度
                

                    
{{number}}
                    
{number}}">{{title}}
                    
{{star}}
                
        
        
            <!-- 
 -->
            
@lyc
        
    

3.3 one_questions.html(ACE插件&&JQuery&&ajax)

• ACE插件是一个
  编写代码的编译框

• 收集当前页面的有关数据
  , a.
  题号
  a.
  代码
  ,
  我们采用
  JQuery
  来进行获取
  html
  中的内容

• 构建json,并通过
  ajax向后台
  发起基于http的json请求

全部代码

    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

    
        * {
            margin: 0;
            padding: 0;
        }

        html,
        body {
            width: 100%;
            height: 100%;
        }

        .container .navbar {
            width: 100%;
            height: 50px;
            background-color: black;
            /* 给父级标签设置overflow，取消后续float带来的影响 */
            overflow: hidden;
        }

        .container .navbar a {
            /* 设置a标签是行内块元素，允许你设置宽度 */
            display: inline-block;
            /* 设置a标签的宽度,a标签默认行内元素，无法设置宽度 */
            width: 80px;
            /* 设置字体颜色 */
            color: white;
            /* 设置字体的大小 */
            font-size: large;
            /* 设置文字的高度和导航栏一样的高度 */
            line-height: 50px;
            /* 去掉a标签的下划线 */
            text-decoration: none;
            /* 设置a标签中的文字居中 */
            text-align: center;
        }

        /* 设置鼠标事件 */
        .container .navbar a:hover {
            background-color: green;
        }

        .container .navbar .login {
            float: right;
        }
        
        .container .part1 {
            width: 100%;
            height: 600px;
            overflow: hidden;
        }

        .container .part1 .left_desc {
            width: 50%;
            height: 600px;
            float: left;
            overflow: scroll;
        }

        .container .part1 .left_desc h3 {
            padding-top: 10px;
            padding-left: 10px;
        }

        .container .part1 .left_desc pre {
            padding-top: 10px;
            padding-left: 10px;
            font-size: medium;
            font-family:'Gill Sans', 'Gill Sans MT', Calibri, 'Trebuchet MS', sans-serif;
        }

        .container .part1 .right_code {
            width: 50%;
            float: right;
        }

        .container .part1 .right_code .ace_editor {
            height: 600px;
        }
        .container .part2 {
            width: 100%;
            overflow: hidden;
        }

        .container .part2 .result {
            width: 300px;
            float: left;
        }

        .container .part2 .btn-submit {
            width: 120px;
            height: 50px;
            font-size: large;
            float: right;
            background-color: #26bb9c;
            color: #FFF;
            /* 给按钮带上圆角 */
            /* border-radius: 1ch; */
            border: 0px;
            margin-top: 10px;
            margin-right: 10px;
        }
        .container .part2 button:hover {
            color:green;
        }

        .container .part2 .result {
            margin-top: 15px;
            margin-left: 15px;
        }

        .container .part2 .result pre {
            font-size: large;
        }
    



    
        
        
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{{number}}.{{title}}_{{star}}
                
{{desc}}
{{pre_code}}
 提交代码
3.4 相关测试
 4. MySQL版题目设计
4.1 注册用户 && 赋予权限
create user ‘oj_client’@’localhost’ identified by ‘123456’;
create database oj;
grant select on oj.* to ‘oj_client’@’localhost’;
select user,Host from user;
 4.2 下载第三方工具-workbench
 
 下载下来之后,就不断的下一步,下一步就行了
4.3 录题到mysql中
use oj;
drop table if exists oj_table;

create table if not exists oj_table(
	_number varchar(200)  comment '题目编号',
    _titie varchar(200) comment '题目标题',
    _start varchar(200) comment '题目简单中等困难',
    _desc varchar(2000) comment '题目描述',
    _header varchar(2000) comment '题目预设',
    _tail varchar(2000) comment '题目测试用例',
    _cpu_limit int comment '时间要求',
    _mem_limt int comment '空间要求'
);

insert into oj_table values(
	1,
    '判断回文数',
    '简单',
    '判断一个整数是否是回文数。回文数是指正序（从左向右）和倒序（从右向左）读都是一样的整数。

	示例 1:

	输入: 121
	输出: true
	示例 2:

	输入: -121
	输出: false
	解释: 从左向右读, 为 -121 。 从右向左读, 为 121- 。因此它不是一个回文数。
	示例 3:

	输入: 10
	输出: false
	解释: 从右向左读, 为 01 。因此它不是一个回文数。
	进阶:

	你能不将整数转为字符串来解决这个问题吗？',
    '#include 
	#include 
	#include 
	#include 
 
 这里我只录入了一道题为了测试
4.4 下载并引入mysql库文件
MySQL :: Download MySQL Community Server
要使用C/C++连接MySQL，需要使用MySQL官网提供的库
 ​
 下载完毕后需要将其上传到云服务器，这里将下载的库文件存放在下面的目录：
​
然后使用tar命令将压缩包解压到当前目录下： 
xz -d mysql-8.0.37-linux-glibc2.28-i686.tar.xz
tar xvf mysql-8.0.37-linux-glibc2.28-i686.tar
​
进入解压后的目录当中，可以看到有一个include子目录和一个lib子目录，其中，include目录下存放的一堆头文件。而lib64目录下存放的就是动静态库。 
​ 
 然后在我们的项目中建立软连接
​
4.5 一个BUG
如果你当时下载myql把mysql-devel也下载了,不需要进行上面步骤
这种引入第三方库的操作,可能会因为版本不兼容,而导致出错
skipping incompatible ./lib/libmysqlclient.so when searching for -lmysqlclient
 建议直接安装: yum -y install mysql-devel
 4.5 重新设计oj_model
因为oj_model模块是管理数据,提供接口的模块,所以要把这个项目变成mysql就需要重新设计
#pragma once
// 文件版本
#include "../comm/util.hpp"
#include "../comm/log.hpp"
#include 
#include 
#include 

#include "./include/mysql.h"

namespace ns_model
{
    using namespace std;
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;

    struct Question{
        string number;// 题目编号,唯一
        string title;// 题目标题
        string star;// 难度: 简单 中等 困难
        
        int cpu_limit;// 题目的时间复杂度(S)
        int mem_limit;// 题目的空间复杂度(KB)
        
        string desc;// 题目描述
        string header; // 题目预设给用户在线编辑器的代码
        string tail;// 题目测试用例,需要和header拼接
    };    

    const std::string oj_questions = "oj_table";
    const std::string host = "127.0.0.1";
    const std::string user = "oj_client";
    const std::string passwd = "123456";
    const std::string db = "oj";
    const int port = 3306;

    class Model
    {
    public:
        Model(){
        }
        ~Model(){
            ;
        }
        bool QueryMysql(const std::string &sql,vector*out){
            // 这里的out是输出型参数
            // 创建mysql句柄
            MYSQL *my = mysql_init(nullptr);
            // 连接数据库
            if(nullptr == mysql_real_connect(my,host.c_str(),user.c_str(),passwd.c_str(),db.c_str(),port,nullptr,0)){
                LOG(FATAL) << "连接数据库失败!" << "
";
                return false;
            }

            // 一定要设置该链接的编码格式,要不然会出现乱码的问题
            mysql_set_character_set(my,"utf8");
            LOG(INFO) << "连接数据库成功!" << "
";

            // 执行sql语句
            if(0 != mysql_query(my,sql.c_str())){
                LOG(WARNING) << sql << " execute error! " << "
";
                return false;
            }

            // 提取结果
            MYSQL_RES *res = mysql_store_result(my);// 本质就是一个2级指针

            // 分析结果
            int rows = mysql_num_rows(res);// 获取行的数量
            int cols = mysql_num_fields(res);// 获取列的数量

            Question q;
            for(int i = 0;i push_back(q);
            }

            // 释放控件
            free(res);
            // 关闭mysql连接
            mysql_close(my);

            return true;
        }
        // 获取所有题目,这里的out是输出型参数
        bool GetAllQuestions(vector*out){
            std::string sql = "select * from ";
            sql += oj_questions;
            return QueryMysql(sql,out);
        }

        // 获取指定题目,这里的q是输出型参数
        bool GetOneQuestion(const string& number,Question* q){
           bool res = false;
           std::string sql = "select * from ";
           sql += oj_questions;
           sql += " where number=";
           sql += number;

           vector result;
           if(QueryMysql(sql,&result)){
                if(result.size() == 1){
                    *q = result[0];
                    res = true;
                }
           }

           return res;
        }

        
    private:
        // 题号 : 题目细节
        unordered_map questions;
    };
} 

mysql_init: 创建mysql句柄
mysql_real_connect: 创建mysql连接
mysql_query: 发起mysql请求
mysql_close: 关闭mysql连接
 4.6 相关测试
​
编译期间告诉编译器头文件和库文件在哪里 -I指明搜索的头文件,-L指明搜索的lib
并加上-lmysqlclient
​ 
​ 
​
5. 扩展
 功能上更完善一下，判断一道题目正确之后，自动下一道题目 
 基于注册和登陆的录题功能
 …..
6. 完整项目链接 
projects/负载均衡/OnlineJudge at main · 1LYC/projects · GitHub