C++ - 负载均衡式在线OJ

一.项目的宏观结构

1.1 只实现类似 leetcode 的题⽬列表+在线编程功能

1.2 项⽬宏观结构

1.3编写思路

二.所⽤技术与开发环境

2.1 所用技术

2.2 开发环境

三.compiler 服务设计

3.1 编译功能

3.2 日志功能

3.3 运⾏功能

3.4 编译并运⾏功能

3.5 把编译并运⾏功能，形成⽹络服务

四.基于 MVC 结构的 oj 服务设计

4.1 ⽤⼾请求的服务路由功能

4.2 model功能，提供对数据的操作

4.3 control，逻辑控制模块

五.version1 ⽂件版题⽬设计

六.前端⻚⾯设计

5.1 首页

5.2 所有题⽬的列表

5.3 指定题⽬的编写代码的⻚⾯+代码提交

七.version2 MySQL版题⽬设计

八.最终测试

一.项目的宏观结构

我们的项⽬核⼼是三个模块

comm : 公共模块
compile_server : 编译与运⾏模块
oj_server : 获取题⽬列表，查看题⽬编写题⽬界⾯，负载均衡，其他功能

1.1 只实现类似 leetcode 的题⽬列表+在线编程功能

1.2 项⽬宏观结构

1.3编写思路

先编写 compile_server
oj_server
version1 基于⽂件版的在线OJ
前端的⻚⾯设计
version2 基于 MySQL 版的在线OJ

二.所⽤技术与开发环境

2.1 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 第三⽅开源前端⽹⻚渲染库
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(了解)
• html/css/js/jquery/ajax (了解

2.2 开发环境

Centos 7 云服务器
vscode
Mysql Workbench

三.compiler 服务设计

提供的服务：编译并运⾏代码，得到格式化的相关的结果

3.1 编译功能

compiler.hpp文件

对文件进行编译，是一个简单的编译器封装，用于编译 C++ 源代码文件。它通过创建子进程来执行编译操作，并将编译过程中的错误信息重定向dup2()到一个单独的文件中。父进程等待子进程完成，并根据生成的可执行文件判断编译是否成功。

日志和文件拼接后面会给大家写出

Compile 静态成员函数：

这是一个静态函数，用于编译给定的文件名 file_name。
函数首先尝试创建一个子进程。
如果 fork() 失败，记录错误并返回 false。
如果 fork() 成功，子进程将尝试执行编译操作。
在子进程中，使用 open 打开或创建一个错误文件（stderr），并将标准错误重定向到这个文件描述符。
使用 execlp 替换当前子进程的映像，执行 g++ 编译器，编译源文件并生成可执行文件。编译参数包括输出的可执行文件名、源文件名和编译标准。
父进程调用 waitpid 等待子进程结束。
检查生成的可执行文件是否存在，如果存在则记录编译成功并返回 true。
如果编译失败（即没有生成可执行文件），记录错误并返回 false。

#pragma once
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include "../comm/util.hpp"
#include "../comm/log.hpp"
// 只负责进⾏代码的编译
namespace ns_compiler
{
    // 引⼊路径拼接功能
    using namespace ns_util;
    using namespace ns_log;
    class Compiler
    {
    public:
        Compiler()
        {
        }
        ~Compiler()
        {
        }
        // 返回值：编译成功：true，否则：false
        // 输⼊参数：编译的⽂件名
        // file_name: 1234
        // 1234 -> ./temp/1234.cpp
        // 1234 -> ./temp/1234.exe
        // 1234 -> ./temp/1234.stderr
        static bool Compile(const std::string &file_name)
        {
            pid_t pid = fork();
            if (pid < 0)
            {
                LOG(ERROR) << "内部错误，创建⼦进程失败" << "\n";
                return false;
            }
            else if (pid == 0)
            {
                umask(0);
                int _stderr = open(PathUtil::Stderr(file_name).c_str(),
                                   O_CREAT | O_WRONLY, 0644);
                if (_stderr < 0)
                {
                    LOG(WARNING) << "没有成功形成stderr⽂件" << "\n";
                    exit(1);
                } // 重定向标准错误到_stderr
                dup2(_stderr, 2);
                // 程序替换，并不影响进程的⽂件描述符表
                // ⼦进程: 调⽤编译器，完成对代码的编译⼯作
                // g++ -o target src -std=c++11
                execlp("g++", "g++", "-o", PathUtil::Exe(file_name).c_str(),
                       PathUtil::Src(file_name).c_str(), "-std=c++11", nullptr /*不要忘
                        记*/
                );
                LOG(ERROR) << "启动编译器g++失败，可能是参数错误" << "\n";
                exit(2);
            }
            else
            {
                waitpid(pid, nullptr, 0);
                // 编译是否成功,就看有没有形成对应的可执⾏程序
                if (FileUtil::IsFileExists(PathUtil::Exe(file_name)))
                {
                    LOG(INFO) << PathUtil::Src(file_name) << " 编译成功!" << "\n";
                    return true;
                }
            }
            LOG(ERROR) << "编译失败，没有形成可执⾏程序" << "\n";
            return false;
        }
    };
}

3.2 日志功能

comm里的log.hpp文件，实现的就是日志功能

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include "util.hpp"

namespace ns_log
{
    using namespace ns_util;

    // 日志等级
    enum
    {
        INFO, //就是整数
        DEBUG,
        WARNING,
        ERROR,
        FATAL
    };

    inline std::ostream &Log(const std::string &level, const std::string &file_name, int line)
    {
        // 添加日志等级
        std::string message = "[";
        message += level;
        message += "]";

        // 添加报错文件名称
        message += "[";
        message += file_name;
        message += "]";

        // 添加报错行
        message += "[";
        message += std::to_string(line);
        message += "]";

        // 日志时间戳
        message += "[";
        message += TimeUtil::GetTimeStamp();
        message += "]";

        // cout 本质 内部是包含缓冲区的
        std::cout << message; //不要endl进行刷新

        return std::cout;
    }
    // LOG(INFo) << "message" << "\n";
    // 开放式日志
    #define LOG(level) Log(#level, __FILE__, __LINE__)
}

3.3 运⾏功能

runner.hpp文件

Runner 类提供了一个运行程序并限制其资源使用的机制。它通过创建子进程来执行程序，并将程序的标准输入、输出和错误重定向到指定的文件。同时，它还设置了进程的CPU时间和内存使用限制SetProcLimit()，以防止程序过度占用系统资源。通过这种方式，可以有效地管理和监控程序的运行

SetProcLimit 静态成员函数：

这个函数用于设置进程的资源限制。它接受两个参数：_cpu_limit（CPU时间限制，单位秒）和 _mem_limit（内存限制，单位KB）。
使用 setrlimit 函数设置进程的CPU时间和内存使用限制。

Run 静态成员函数：

这个函数用于运行程序并限制其资源使用。它接受三个参数：file_name（要运行的程序的文件名）、cpu_limit（CPU时间限制）和 mem_limit（内存限制）。
函数首先根据 file_name 生成标准输入、标准输出、标准错误文件的路径。
使用 open 函数创建或打开这些文件，并获取文件描述符。
如果打开文件失败，记录错误并返回 -1。
如果创建子进程失败，记录错误并返回 -2。
在子进程中，使用 dup2 函数将标准输入、标准输出和标准错误重定向到相应的文件描述符。
调用 SetProcLimit 函数设置资源限制。
使用 execl 函数执行程序。如果 execl 失败，子进程将退出并返回状态码 1。
父进程使用 waitpid 函数等待子进程结束，并获取子进程的退出状态。
如果子进程异常退出（即收到了信号），将返回信号编号。

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>

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

namespace ns_runner
{
    using namespace ns_util;
    using namespace ns_log;

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

    public:
        //提供设置进程占用资源大小的接口
        static void SetProcLimit(int _cpu_limit, int _mem_limit)
        {
            // 设置CPU时长
            struct rlimit cpu_rlimit;
            cpu_rlimit.rlim_max = RLIM_INFINITY;
            cpu_rlimit.rlim_cur = _cpu_limit;
            setrlimit(RLIMIT_CPU, &cpu_rlimit);

            // 设置内存大小
            struct rlimit mem_rlimit;
            mem_rlimit.rlim_max = RLIM_INFINITY;
            mem_rlimit.rlim_cur = _mem_limit * 1024; //转化成为KB
            setrlimit(RLIMIT_AS, &mem_rlimit);
        }
        // 指明文件名即可，不需要代理路径，不需要带后缀
        /*******************************************
         * 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
         * 
         * cpu_limit: 该程序运行的时候，可以使用的最大cpu资源上限
         * mem_limit: 改程序运行的时候，可以使用的最大的内存大小(KB)
         * *****************************************/
        static int Run(const std::string &file_name, int cpu_limit, int mem_limit)
        {
            /*********************************************
             * 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
             * Run需要考虑代码跑完，结果正确与否吗？？不考虑！
             * 结果正确与否：是由我们的测试用例决定的！
             * 我们只考虑：是否正确运行完毕
             *
             * 我们必须知道可执行程序是谁？
             * 一个程序在默认启动的时候
             * 标准输入: 不处理
             * 标准输出: 程序运行完成，输出结果是什么
             * 标准错误: 运行时错误信息
             * *******************************************/
            std::string _execute = PathUtil::Exe(file_name);
            std::string _stdin   = PathUtil::Stdin(file_name);
            std::string _stdout  = PathUtil::Stdout(file_name);
            std::string _stderr  = PathUtil::Stderr(file_name);

            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" << "\n";
                return -1; //代表打开文件失败
            }            

            pid_t pid = fork();
            if (pid < 0)
            {
                LOG(ERROR) << "运行时创建子进程失败" << "\n";
                close(_stdin_fd);
                close(_stdout_fd);
                close(_stderr_fd);
                return -2; //代表创建子进程失败
            }
            else if (pid == 0)
            {
                dup2(_stdin_fd, 0);
                dup2(_stdout_fd, 1);
                dup2(_stderr_fd, 2);

                SetProcLimit(cpu_limit, mem_limit);
                
                execl(_execute.c_str()/*我要执行谁*/, _execute.c_str()/*我想在命令行上如何执行该程序*/, nullptr);
                exit(1);
            }
            else
            {
                close(_stdin_fd);
                close(_stdout_fd);
                close(_stderr_fd);
                int status = 0;
                waitpid(pid, &status, 0);
                // 程序运行异常，一定是因为因为收到了信号！
                LOG(INFO) << "运行完毕, info: " << (status & 0x7F) << "\n"; 
                return status & 0x7F;
            }
        }
    };
}

3.4 编译并运⾏功能

compile_run.hpp文件

CompileAndRun 类提供了一个从接收用户代码、编译、运行到返回运行结果的完整流程。它使用JSON作为输入和输出的格式，方便与前端或其他系统进行交互。通过这种方式，可以有效地管理和监控用户代码的执行过程，并提供清晰的反馈信息。

RemoveTempFile 静态成员函数：

用于清理编译和运行过程中生成的临时文件，如源文件、编译错误文件、可执行文件、标准输入输出错误文件。

CodeToDesc 静态成员函数：

根据状态码生成对应的描述信息，用于向用户解释程序的运行结果。

Start 静态成员函数：

这是类的主要函数，用于处理用户提交的代码：
接受一个JSON格式的字符串 in_json，其中包含了用户代码、输入、CPU和内存限制。
输出一个JSON格式的字符串 out_json，其中包含了程序的运行状态、原因、标准输出和标准错误。

#pragma once

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

#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <jsoncpp/json/json.h>

namespace ns_compile_and_run
{
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;
    using namespace ns_compiler;
    using namespace ns_runner;

    class CompileAndRun
    {
    public:
        static void RemoveTempFile(const std::string &file_name)
        {
            //清理文件的个数是不确定的，但是有哪些我们是知道的
            std::string _src = PathUtil::Src(file_name);
            if(FileUtil::IsFileExists(_src)) unlink(_src.c_str());

            std::string _compiler_error = PathUtil::CompilerError(file_name);
            if(FileUtil::IsFileExists(_compiler_error)) unlink(_compiler_error.c_str());

            std::string _execute = PathUtil::Exe(file_name);
            if(FileUtil::IsFileExists(_execute)) unlink(_execute.c_str());

            std::string _stdin = PathUtil::Stdin(file_name);
            if(FileUtil::IsFileExists(_stdin)) unlink(_stdin.c_str());

            std::string _stdout = PathUtil::Stdout(file_name);
            if(FileUtil::IsFileExists(_stdout)) unlink(_stdout.c_str());

            std::string _stderr = PathUtil::Stderr(file_name);
            if(FileUtil::IsFileExists(_stderr)) unlink(_stderr.c_str());
        }
        // code > 0 : 进程收到了信号导致异常奔溃
        // code < 0 : 整个过程非运行报错(代码为空，编译报错等)
        // code = 0 : 整个过程全部完成
        //待完善
        static std::string CodeToDesc(int code, const std::string &file_name)
        {
            std::string desc;
            switch (code)
            {
            case 0:
                desc = "编译运行成功";
                break;
            case -1:
                desc = "提交的代码是空";
                break;
            case -2:
                desc = "未知错误";
                break;
            case -3:
                // desc = "代码编译的时候发生了错误";
                FileUtil::ReadFile(PathUtil::CompilerError(file_name), &desc, true);
                break;
            case SIGABRT: // 6
                desc = "内存超过范围";
                break;
            case SIGXCPU: // 24
                desc = "CPU使用超时";
                break;
            case SIGFPE: // 8
                desc = "浮点数溢出";
                break;
            default:
                desc = "未知: " + std::to_string(code);
                break;
            }

            return desc;
        }

        /***************************************
         * 输入:
         * code： 用户提交的代码
         * input: 用户给自己提交的代码对应的输入，不做处理
         * cpu_limit: 时间要求
         * mem_limit: 空间要求
         *
         * 输出:
         * 必填
         * status: 状态码
         * reason: 请求结果
         * 选填：
         * stdout: 我的程序运行完的结果
         * stderr: 我的程序运行完的错误结果
         *
         * 参数：
         * 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)
        {
            Json::Value in_value;
            Json::Reader reader;
            reader.parse(in_json, in_value); //最后在处理差错问题

            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();

            int status_code = 0;
            Json::Value out_value;
            int run_result = 0;
            std::string file_name; //需要内部形成的唯一文件名

            if (code.size() == 0)
            {
                status_code = -1; //代码为空
                goto END;
            }
            // 形成的文件名只具有唯一性，没有目录没有后缀
            // 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))
            {
                //编译失败
                status_code = -3; //代码编译的时候发生了错误
                goto END;
            }

            run_result = Runner::Run(file_name, cpu_limit, mem_limit);
            if (run_result < 0)
            {
                status_code = -2; //未知错误
            }
            else if (run_result > 0)
            {
                //程序运行崩溃了
                status_code = run_result;
            }
            else
            {
                //运行成功
                status_code = 0;
            }
        END:
            out_value["status"] = status_code;
            out_value["reason"] = CodeToDesc(status_code, file_name);
            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::Stderr(file_name), &_stderr, true);
                out_value["stderr"] = _stderr;
            }

            Json::StyledWriter writer;
            *out_json = writer.write(out_value);

            RemoveTempFile(file_name);
        }
    };
}

3.5 把编译并运⾏功能，形成⽹络服务

compile_server.cc文件

引入了httplib.h 这是一个轻量级的C++ HTTP库，用于创建HTTP服务器和客户端这个自行网络下载就好

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

using namespace ns_compile_and_run;
using namespace httplib;

void Usage(std::string proc)
{
    std::cerr << "Usage: " << "\n\t" << proc << " port" << std::endl;
}
//编译服务随时可能被多个人请求，必须保证传递上来的code，形成源文件名称的时候，要具有
//唯一性，要不然多个用户之间会互相影响
//./compile_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=utf-8");
        }
    });
    svr.listen("0.0.0.0", atoi(argv[1])); //启动http服务
    return 0;
}

四.基于 MVC 结构的 oj 服务设计

本质：建⽴⼀个⼩型⽹站

获取⾸⻚，⽤题⽬列表充当
2. 编辑区域⻚⾯
3. 提交判题功能(编译并运⾏)

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）
V: view, 通常是拿到数据之后，要进⾏构建⽹⻚，渲染⽹⻚内容，展⽰给⽤⼾的(浏览器)
C: control, 控制器，就是我们的核⼼业务逻辑

4.1 ⽤⼾请求的服务路由功能

这段代码实现了一个在线编程评判系统的HTTP接口，包括获取题目列表、获取题目详情和代码评判功能。通过设置路由和处理函数，服务器能够响应不同类型的HTTP请求，并与业务逻辑控制器交互，返回相应的结果。此外，通过信号处理，程序能够在接收到特定信号时执行特定的操作，如恢复机器状态。

#include <iostream>
#include <signal.h>

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

using namespace httplib;
using namespace ns_control;

static Control *ctrl_ptr = nullptr;

void Recovery(int signo)
{
    ctrl_ptr->RecoveryMachine();
}

int main()
{
    signal(SIGQUIT, Recovery);

    //用户请求的服务路由功能
    Server svr;

    Control ctrl;
    ctrl_ptr = &ctrl;

    // 获取所有的题目列表
    svr.Get("/all_questions", [&ctrl](const Request &req, Response &resp){
        //返回一张包含有所有题目的html网页
        std::string html;
        ctrl.AllQuestions(&html);
        //用户看到的是什么呢？？网页数据 + 拼上了题目相关的数据
        resp.set_content(html, "text/html; charset=utf-8");
    });

    // 用户要根据题目编号，获取题目的内容
    // /question/100 -> 正则匹配
    // R"()", 原始字符串raw string,保持字符串内容的原貌，不用做相关的转义
    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");
    });

    // 用户提交代码，使用我们的判题功能(1. 每道题的测试用例 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");
        // resp.set_content("指定题目的判题: " + number, "text/plain; charset=utf-8");
    });
    
    svr.set_base_dir("./wwwroot");
    svr.listen("0.0.0.0", 8080);
    return 0;
}

4.2 model功能，提供对数据的操作

Model 类提供了加载题目信息、获取所有题目和获取单个题目的功能。它通过读取题目列表文件和对应的题目文件，将题目信息存储在内存中，以便于其他部分的程序访问和使用

Question 结构体：

定义了一个结构体 Question，用于存储题目的详细信息，包括编号、标题、难度、CPU和内存限制、描述、头部代码和尾部代码。
questins_list 和 questins_path 分别定义了题目列表文件的路径和题目文件的存放路径。

Model 类：

Model 类包含一个私有成员 questions，是一个哈希表，用于存储题目信息。

构造函数：

在构造函数中，使用 assert 断言调用 LoadQuestionList 成功加载题目列表。

LoadQuestionList 函数：

从题目列表文件中加载题目信息，并读取每个题目的描述、头部代码和尾部代码，存储到 questions 哈希表中。
使用 ifstream 打开并读取文件，使用 StringUtil::SplitString 分割每行数据。
如果文件打开失败或格式不正确，将记录日志并返回 false。

GetAllQuestions 函数：

将 questions 哈希表中的所有题目信息复制到输出参数 out 指向的 vector<Question> 中。

GetOneQuestion 函数：

根据题目编号从 questions 哈希表中获取单个题目信息，如果找到则复制到参数 q 指向的 Question 结构体中。

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

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
#include <cassert>

// 根据题目list文件，加载所有的题目信息到内存中
// model: 主要用来和数据进行交互，对外提供访问数据的接口

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

    struct Question
    {
        std::string number; //题目编号，唯一
        std::string title;  //题目的标题
        std::string star;   //难度: 简单 中等 困难
        int cpu_limit;      //题目的时间要求(S)
        int mem_limit;      //题目的空间要去(KB)
        std::string desc;   //题目的描述
        std::string header; //题目预设给用户在线编辑器的代码
        std::string tail;   //题目的测试用例，需要和header拼接，形成完整代码
    };

    const std::string questins_list = "./questions/questions.list";
    const std::string questins_path = "./questions/";

    class Model
    {
    private:
        //题号 : 题目细节
        unordered_map<string, Question> questions;
    public:
        Model()
        {
            assert(LoadQuestionList(questins_list));
        }
        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" << "\n";
                return false;
            }

            string line;
            while(getline(in, line))
            {
                vector<string> tokens;
                StringUtil::SplitString(line, &tokens, " ");
                // 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" << "\n";
                    continue;
                }
                Question q;
                q.number = tokens[0];
                q.title = tokens[1];
                q.star = tokens[2];
                q.cpu_limit = atoi(tokens[3].c_str());
                q.mem_limit = atoi(tokens[4].c_str());

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

                FileUtil::ReadFile(path+"desc.txt", &(q.desc), true);
                FileUtil::ReadFile(path+"header.cpp", &(q.header), true);
                FileUtil::ReadFile(path+"tail.cpp", &(q.tail), true);

                questions.insert({q.number, q});
            }
            LOG(INFO) << "加载题库...成功!" << "\n";
            in.close();

            return true;
        }
        bool GetAllQuestions(vector<Question> *out)
        {
            if(questions.size() == 0)
            {
                LOG(ERROR) << "用户获取题库失败" << "\n";
                return false;
            }
            for(const auto &q : questions){
                out->push_back(q.second); //first: key, second: value
            }

            return true;
        }
        bool GetOneQuestion(const std::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 << "\n";
                return false;
            }
            (*q) = iter->second;
            return true;
        }
        ~Model()
        {}
    };
} // namespace ns_model

4.3 control，逻辑控制模块

这段代码实现了一个在线编程评判系统的核心功能，包括主机管理、负载均衡、题目信息管理和用户代码的编译运行。通过智能选择主机和错误处理机制，确保了服务的稳定性和可用性。

Machine 类

Machine 类用于表示提供编译服务的主机，包含 IP 地址、端口、负载和互斥锁。

提供了增加和减少负载的方法，以及获取当前负载的方法。

LoadBlance 类

LoadBlance 类实现了负载均衡器的功能，维护了所有主机的状态（在线或离线）。

通过 LoadConf 方法加载配置文件，初始化主机列表。

SmartChoice 方法用于智能选择负载最低的主机。

OfflineMachine 和 OnlineMachine 方法用于管理主机的在线和离线状态。

ShowMachines 方法用于调试，显示当前在线和离线的主机列表。

Control 类

Control 类是业务逻辑控制器，集成了模型（Model）、视图（View）和负载均衡器（LoadBlance）的功能。

RecoveryMachine 方法用于恢复所有主机为在线状态。

AllQuestions 和 Question 方法用于获取所有题目或指定题目的详细信息，并构建成 HTML 页面。

Judge 方法用于处理用户的代码提交，选择一个主机进行代码编译和运行，并获取结果。

主要功能流程

加载配置：LoadBlance 类在构造时加载服务主机的配置信息。
智能选择：SmartChoice 方法选择负载最低的主机进行任务分配。
编译和运行：Judge 方法处理用户提交的代码，选择主机，发起 HTTP 请求进行编译和运行，处理结果。
在线和离线管理：OfflineMachine 和 OnlineMachine 方法用于管理主机状态，确保服务的高可用性。

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <mutex>
#include <cassert>
#include <jsoncpp/json/json.h>

#include "../comm/util.hpp"
#include "../comm/log.hpp"
#include "../comm/httplib.h"
 #include "oj_model.hpp"
#include "oj_view.hpp"

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";
    // 负载均衡模块
    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<Machine> machines;
        // 所有在线的主机id
        std::vector<int> online;
        // 所有离线的主机id
        std::vector<int> 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"
                      << "\n";
        }
        ~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"
                           << "\n";
                return false;
            }
            std::string line;
            while (std::getline(in, line))
            {
                std::vector<std::string> tokens;
                StringUtil::SplitString(line, &tokens, ":");
                if (tokens.size() != 2)
                {
                    LOG(WARNING) << " 切分 " << line << " 失败"
                                 << "\n";
                    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"
                           << "\n";
                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 < online_num; i++)
            {
                uint64_t curr_load = machines[online[i]].Load();
                if (min_load > 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!" << "\n";
        }
        //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();
        }
    };

    // 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<struct Question> 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
                view_.AllExpandHtml(all, html);
            }
            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
                view_.OneExpandHtml(q, html);
            }
            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)
        {
            // LOG(DEBUG) << in_json << " \nnumber:" << number << "\n";
            
            // 0. 根据题目编号，直接拿到对应的题目细节
            struct Question q;
            model_.GetOneQuestion(number, &q);

            // 1. in_json进行反序列化，得到题目的id，得到用户提交源代码，input
            Json::Reader reader;
            Json::Value in_value;
            reader.parse(in_json, in_value);
            std::string code = in_value["code"].asString();

            // 2. 重新拼接用户代码+测试用例代码，形成新的代码
            Json::Value compile_value;
            compile_value["input"] = in_value["input"].asString();
            compile_value["code"] = code + "\n" + q.tail;
            compile_value["cpu_limit"] = q.cpu_limit;
            compile_value["mem_limit"] = q.mem_limit;
            Json::FastWriter writer;
            std::string compile_string = writer.write(compile_value);

            // 3. 选择负载最低的主机(差错处理)
            // 规则: 一直选择，直到主机可用，否则，就是全部挂掉
            while(true)
            {
                int id = 0;
                Machine *m = nullptr;
                if(!load_blance_.SmartChoice(&id, &m))
                {
                    break;
                }

                // 4. 然后发起http请求，得到结果
                Client cli(m->ip, m->port);
                m->IncLoad();
                LOG(INFO) << " 选择主机成功, 主机id: " << id << " 详情: " << m->ip << ":" << m->port << " 当前主机的负载是: " << m->Load() << "\n";
                if(auto res = cli.Post("/compile_and_run", compile_string, "application/json;charset=utf-8"))
                {
                    // 5. 将结果赋值给out_json
                    if(res->status == 200)
                    {
                        *out_json = res->body;
                        m->DecLoad();
                        LOG(INFO) << "请求编译和运行服务成功..." << "\n";
                        break;
                    }
                    m->DecLoad();
                }
                else
                {
                    //请求失败
                    LOG(ERROR) << " 当前请求的主机id: " << id << " 详情: " << m->ip << ":" << m->port << " 可能已经离线"<< "\n";
                    load_blance_.OfflineMachine(id);
                    load_blance_.ShowMachines(); //仅仅是为了用来调试
                }
            }
        }
    };
} // namespace name

五.version1 ⽂件版题⽬设计

题⽬的编号
题⽬的标题
题⽬的难度
题⽬的描述，题⾯
时间要求(内部处理)
空间要求(内部处理)

两批⽂件构成

1. 第⼀个： questions.list : 题⽬列表（不需要题⽬的内容）

2. 第⼆个：题⽬的描述（desc.txt），题⽬的预设置代码(header.cpp), 测试⽤例代码 (tail.cpp)

1. 当⽤⼾提交⾃⼰的代码的时候：header.cpp


#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <algorithm>
    using namespace std;
class Solution
{
public:
    bool isPalindrome(int x)
    {
        // 将你的代码写在下⾯
        // code
        // code
        // code
        // code
        // code
        return true;
    }
};

2. OJ 不是只把上⾯的代码提交给 compile_and_run ，⽽是

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <algorithm>
using namespace std;
class Solution
{
public:
    bool isPalindrome(int x)
    {
        // 将你的代码写在下⾯
        // code
        // code//code
        // code
        // code
        return true;
    }
};
该题号对应的测试⽤例 ： tail.cpp
#ifndef COMPILER_ONLINE
#include "header.cpp"
#endif
    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;
}

最终提交给后台编译运⾏服务的代码是：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <algorithm>
using namespace std;
class Solution
{
public:
    bool isPalindrome(int x)
    {
        // 将你的代码写在下⾯
        // code
        // code
        // code
        // code
        // code
        return true;
    }
};
// 下⾯的代码，我们不想让编译器编译的时候，保留它，⽽是裁剪掉（g++ -D COMPILER_ONLINE）
// 仅仅是为了让我们设计测试⽤例的时候，不要报错
#ifndef COMPILER_ONLINE
#include "header.cpp"
#endif
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;
}

六.前端⻚⾯设计

由于我们主要是后端编写前端就不详细解释了

5.1 首页

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>这是我的个人OJ系统</title>
    <style>
        /* 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; */
        }
    </style>
</head>

<body>
    <div class="container">
        <!-- 导航栏， 功能不实现-->
        <div class="navbar">
            <a href="/">首页</a>
            <a href="/all_questions">题库</a>
            <a href="#">竞赛</a>
            <a href="#">讨论</a>
            <a href="#">求职</a>
            <a class="login" href="#">登录</a>
        </div>
        <!-- 网页的内容 -->
        <div class="content">
            <h1 class="font_">欢迎来到我的OnlineJudge平台</h1>
            <p class="font_">这个我个人独立开发的一个在线OJ平台</p>
            <a class="font_" href="/all_questions">点击我开始编程啦!</a>
        </div>
    </div>
</body>

</html>

5.2 所有题⽬的列表

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>在线OJ-题目列表</title>
    <style>
        /* 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;
        }
    </style>
</head>

<body>
    <div class="container">
        <!-- 导航栏， 功能不实现-->
        <div class="navbar">
            <a href="/">首页</a>
            <a href="/all_questions">题库</a>
            <a href="#">竞赛</a>
            <a href="#">讨论</a>
            <a href="#">求职</a>
            <a class="login" href="#">登录</a>
        </div>
        <div class="question_list">
            <h1>OnlineJuge题目列表</h1>
            <table>
                <tr>
                    <th class="item">编号</th>
                    <th class="item">标题</th>
                    <th class="item">难度</th>
                </tr>
                {{#question_list}}
                <tr>
                    <td class="item">{{number}}</td>
                    <td class="item"><a href="/question/{{number}}">{{title}}</a></td>
                    <td class="item">{{star}}</td>
                </tr>
                {{/question_list}}
            </table>
        </div>
        <div class="footer">
            <!-- <hr> -->
            <h4>@比特就业课</h4>
        </div>
    </div>

</body>

</html>

5.3 指定题⽬的编写代码的⻚⾯+代码提交

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>{{number}}.{{title}}</title>
    <!-- 引入ACE插件 -->
    <!-- 官网链接：https://ace.c9.io/ -->
    <!-- CDN链接：https://cdnjs.com/libraries/ace -->
    <!-- 使用介绍：https://www.iteye.com/blog/ybc77107-2296261 -->
    <!-- https://justcode.ikeepstudying.com/2016/05/ace-editor-%E5%9C%A8%E7%BA%BF%E4%BB%A3%E7%A0%81%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%9E%81%E5%85%B6%E9%AB%98%E4%BA%AE/ -->
    <!-- 引入ACE CDN -->
    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/ace/1.2.6/ace.js" type="text/javascript"
        charset="utf-8"></script>
    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/ace/1.2.6/ext-language_tools.js" type="text/javascript"
        charset="utf-8"></script>
    <!-- 引入jquery CDN -->
    <script src="http://code.jquery.com/jquery-2.1.1.min.js"></script>

    <style>
        * {
            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;
        }
    </style>
</head>

<body>
    <div class="container">
        <!-- 导航栏， 功能不实现-->
        <div class="navbar">
            <a href="/">首页</a>
            <a href="/all_questions">题库</a>
            <a href="#">竞赛</a>
            <a href="#">讨论</a>
            <a href="#">求职</a>
            <a class="login" href="#">登录</a>
        </div>
        <!-- 左右呈现，题目描述和预设代码 -->
        <div class="part1">
            <div class="left_desc">
                <h3><span id="number">{{number}}</span>.{{title}}_{{star}}</h3>
                <pre>{{desc}}</pre>
            </div>
            <div class="right_code">
                <pre id="code" class="ace_editor"><textarea class="ace_text-input">{{pre_code}}</textarea></pre>
            </div>
        </div>
        <!-- 提交并且得到结果，并显示 -->
        <div class="part2">
            <div class="result"></div>
            <button class="btn-submit" onclick="submit()">提交代码</button>
        </div>
    </div>
    <script>
        //初始化对象
        editor = ace.edit("code");

        //设置风格和语言（更多风格和语言，请到github上相应目录查看）
        // 主题大全：http://www.manongjc.com/detail/25-cfpdrwkkivkikmk.html
        editor.setTheme("ace/theme/monokai");
        editor.session.setMode("ace/mode/c_cpp");

        // 字体大小
        editor.setFontSize(16);
        // 设置默认制表符的大小:
        editor.getSession().setTabSize(4);

        // 设置只读（true时只读，用于展示代码）
        editor.setReadOnly(false);

        // 启用提示菜单
        ace.require("ace/ext/language_tools");
        editor.setOptions({
            enableBasicAutocompletion: true,
            enableSnippets: true,
            enableLiveAutocompletion: true
        });

        function submit(){
            // alert("嘿嘿!");
            // 1. 收集当前页面的有关数据, 1. 题号 2.代码
            var code = editor.getSession().getValue();
            // console.log(code);
            var number = $(".container .part1 .left_desc h3 #number").text();
            // console.log(number);
            var judge_url = "/judge/" + number;
            // console.log(judge_url);
            // 2. 构建json，并通过ajax向后台发起基于http的json请求
            $.ajax({
                method: 'Post',   // 向后端发起请求的方式
                url: judge_url,   // 向后端指定的url发起请求
                dataType: 'json', // 告知server，我需要什么格式
                contentType: 'application/json;charset=utf-8',  // 告知server，我给你的是什么格式
                data: JSON.stringify({
                    'code':code,
                    'input': ''
                }),
                success: function(data){
                    //成功得到结果
                    // console.log(data);
                    show_result(data);
                }
            });
            // 3. 得到结果，解析并显示到 result中
            function show_result(data)
            {
                // console.log(data.status);
                // console.log(data.reason);
                // 拿到result结果标签
                var result_div = $(".container .part2 .result");
                // 清空上一次的运行结果
                result_div.empty();

                // 首先拿到结果的状态码和原因结果
                var _status = data.status;
                var _reason = data.reason;

                var reason_lable = $( "<p>",{
                       text: _reason
                });
                reason_lable.appendTo(result_div);

                if(status == 0){
                    // 请求是成功的，编译运行过程没出问题，但是结果是否通过看测试用例的结果
                    var _stdout = data.stdout;
                    var _stderr = data.stderr;

                    var stdout_lable = $("<pre>", {
                        text: _stdout
                    });

                    var stderr_lable = $("<pre>", {
                        text: _stderr
                    })

                    stdout_lable.appendTo(result_div);
                    stderr_lable.appendTo(result_div);
                }
                else{
                    // 编译运行出错,do nothing
                }
            }
        }
    </script>
</body>

</html>

七.version2 MySQL版题⽬设计

Model 类提供了一个从MySQL数据库中查询题目信息的接口，通过 GetAllQuestions 和 GetOneQuestion 函数可以获取所有题目或根据题目编号获取单个题目的详细信息。使用MySQL C API进行数据库操作，并通过日志记录了操作过程中可能出现的错误。

Model 类

Model 类提供了从MySQL数据库查询题目信息的功能。

QueryMySql 函数

执行给定的SQL语句，并返回结果集到 out 指向的 vector<Question> 中。

使用 mysql_init 初始化MySQL连接句柄。

使用 mysql_real_connect 连接到数据库。

设置连接的字符集为 utf8，以避免乱码问题。

执行SQL语句，并使用 mysql_store_result 获取结果集。

遍历结果集，将每行数据转换为 Question 结构体，并添加到输出向量中。

释放结果集空间，并关闭MySQL连接。

GetAllQuestions 函数

构造一个SQL查询语句，选择 oj_questions 表中的所有记录，并调用 QueryMySql 执行查询。

GetOneQuestion 函数

构造一个SQL查询语句，根据题目编号 number 从 oj_questions 表中选择记录，并调用 QueryMySql 执行查询。

如果查询结果恰好有一条记录，则将其赋值给 q 参数。

#pragma once
// MySQL 版本
#include "../comm/util.hpp"
#include "../comm/log.hpp"
#include "include/mysql.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
#include <cassert>
// 根据题⽬list⽂件，加载所有的题⽬信息到内存中
// model: 主要⽤来和数据进⾏交互，对外提供访问数据的接⼝
namespace ns_model
{
    using namespace std;
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;
    struct Question
    {
        std::string number; // 题⽬编号，唯⼀
        std::string title;  // 题⽬的标题
        std::string star;   // 难度: 简单 中等 困难
        std::string desc;   // 题⽬的描述
        std::string header; // 题⽬预设给⽤⼾在线编辑器的代码
        std::string tail;   // 题⽬的测试⽤例，需要和header拼接，形成完整代码
        int cpu_limit;      // 题⽬的时间要求(S)
        int mem_limit;      // 题⽬的空间要去(KB)
    };
    const std::string oj_questions = "oj_questions";
    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()
        {
        }
        bool QueryMySql(const std::string &sql, vector<Question> *out)
        {
            // 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!" << "\n";
                return false;
            }
            // ⼀定要设置该链接的编码格式, 要不然会出现乱码问题
            mysql_set_character_set(my, "utf8");
            LOG(INFO) << "连接数据库成功!" << "\n";
            // 执⾏sql语句
            if (0 != mysql_query(my, sql.c_str()))
            {
                LOG(WARNING) << sql << " execute error!" << "\n";
                return false;
            }
            // 提取结果
            MYSQL_RES *res = mysql_store_result(my);
            // 分析结果
            int rows = mysql_num_rows(res);   // 获得⾏数量
            int cols = mysql_num_fields(res); // 获得列数量
            Question q;
            for (int i = 0; i < rows; i++)
            {
                MYSQL_ROW row = mysql_fetch_row(res);
                q.number = row[0];
                q.title = row[1];
                q.star = row[2];
                q.desc = row[3];
                q.header = row[4];
                q.tail = row[5];
                q.cpu_limit = atoi(row[6]);
                q.mem_limit = atoi(row[7]);
                out->push_back(q);
            }
            // 释放结果空间
            free(res);
            // 关闭mysql连接
            mysql_close(my);
            return true;
        }
        bool GetAllQuestions(vector<Question> *out)
        {
            std::string sql = "select * from ";
            sql += oj_questions;
            return QueryMySql(sql, out);
        }
        bool GetOneQuestion(const std::string &number, Question *q)
        {
            bool res = false;
            std::string sql = "select * from ";
            sql += oj_questions;
            sql += " where number=";
            sql += number;
            vector<Question> result;
            if (QueryMySql(sql, &result))
            {
                if (result.size() == 1)
                {
                    *q = result[0];
                    res = true;
                }
            }
            return res;
        }
        ~Model()
        {
        }
    };
}

八.最终测试

mysql和文件版的录题需要自己手动弄一下

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `questions`(
id int PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '题⽬的ID',
title VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT '题⽬的标题',
star VARCHAR(8) NOT NULL COMMENT '题⽬的难度',
question_desc TEXT NOT NULL COMMENT '题⽬描述',
header TEXT NOT NULL COMMENT '题⽬头部，给⽤⼾看的代码',
tail TEXT NOT NULL COMMENT '题⽬尾部，包含我们的测试⽤例',
time_limit int DEFAULT 1 COMMENT '题⽬的时间限制',
mem_limit int DEFAULT 5000000 COMMENT '题⽬的空间限制'
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;