C++项目：【负载均衡式在线OJ】

我的项目核心是三个模块：

comm : 公共模块，提供一些时间戳获取，路径拼接，文件操作，字符串处理，网络请求，日志等项目里常用的功能。
compile_server : 编译与运行模块，让用户提交的代码与测试用例拼接后在服务器上进行编译，运行，得到结果返回给用户。
oj_server : 请求题目列表；请求一个具体题目，且有编辑区；提交判题请求。采用MVC的设计模式，使用负载均衡，访问文件或数据库，调用编译模块，以及把题目列表和编辑界面展示给用户。

注意：我们只实现类似 leetcode 的题目列表+在线编程功能。

用户直接访问的是OJServer模块，OJServer收到请求后会进行功能路由，根据不同的请求给用户返回不同的结果，如果用户是编写题目提交代码，那么OJServer模块会根据后端的CompilerServer服务器的负载情况，负载均衡地选择主机提供的编译运行服务，然后拿到编译运行结果返回给用户。Compiler服务器和OJ服务器，两个模块之间采用http网络通信，把编译运行模块部署在多台服务器上，OJ服务器只需要一台，能够把用户的请求发送给后端CompilerServer。

六、Comm公共模块

comm : 公共模块，提供一些时间戳获取，路径拼接，文件操作，字符串处理，网络请求，日志等项目里常用的功能。

1.日志工具log.hpp


namespace ns_log
{
    // 引入公共功能
    using namespace ns_util;
 
    // 日志等级
    enum
    {
        INFO, // 常规，正常的
        DEBUG, // 调试
        WARNING, // 告警
        ERROR, // 错误
        FATAL // 致命错误
    };
 
    // 打印日志
    // 参数：日志等级，在哪一个文件，当前在哪一行
    // 使用方法：Log() << "message"
    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 += "]";
 
        // 添加日志时间戳
        message += "[";
        message += TimeUtil::GetTimeStamp(); // 获取时间戳
        message += "]";
 
        std::cout << message; // 不要endl进行刷新
 
        return std::cout;
    }
 
    // 再用宏封装一下
    // 使用方法：例如：LOG(INFO) << "message" << "\n"
    #define LOG(level) Log(#level, __FILE__, __LINE__)
}

2.其他工具util.hpp


// 传入一个文件名，自动形成路径与后缀
namespace ns_util
{
    // 引入存储临时文件的路径
    const std::string temp_path = "./temp/";
    
    // 时间功能
    class TimeUtil
    {
    public:
        // 获取秒级别时间戳
        static std::string GetTimeStamp()
        {
            struct timeval _time;
            gettimeofday(&_time, nullptr); // 时区不关心，所以设置成nullptr
            
            return std::to_string(_time.tv_sec);
        }
 
        // 获取毫秒级别时间戳
        static std::string GetTimeMs()
        {
            struct timeval _time;
            gettimeofday(&_time, nullptr);
            return std::to_string(_time.tv_sec * 1000 + _time.tv_usec / 1000); // 秒->毫秒=秒*1000，微秒->毫秒=微秒/1000
        }
    };
 
    // 对路径操作的方法
    class PathUtil
    {
    public:
        // 构建文件路径+后缀的完整文件名
        static std::string AddSuffix(const std::string &file_name, const std::string &suffix)
        {
            std::string path_name = temp_path; // "./temp/"
            path_name += file_name; // "./temp/12345"
            path_name += suffix; // "./temp/12345.后缀"
            return path_name;
        }
 
        /**************************编译时需要有的临时文件**************************/
 
        // 构建源文件路径+后缀的完整文件名
        // 例如：12345 -> ./temp/12345.cpp
        static std::string Src(const std::string &file_name)
        {
            return AddSuffix(file_name, ".cpp");
        }
 
        // 构建可执行程序的完整路径+后缀名
        // 例如：12345 -> ./temp/12345.exe
        static std::string Exe(const std::string &file_name)
        {
            return AddSuffix(file_name, ".exe");
        }
 
        // 构建该程序对应的编译时错误文件的完整路径+后缀名
        // 例如：12345 -> ./temp/12345.compile_error
        static std::string CompilerError(const std::string &file_name)
        {
            return AddSuffix(file_name, ".compile_error");
        }
 
 
        /**************************运行时需要有的临时文件**************************/
 
        // 构建标准输入文件
        static std::string Stdin(const std::string &file_name)
        {
            return AddSuffix(file_name, ".stdin");
        }
 
        // 构建标准输出文件
        static std::string Stdout(const std::string &file_name)
        {
            return AddSuffix(file_name, ".stdout");
        }
 
        // 构建标准错误文件
        static std::string Stderr(const std::string &file_name)
        {
            return AddSuffix(file_name, ".stderr");
        }
    };
 
    // 对文件操作的方法
    class FileUtil
    {
    public:
        // 判断文件是否存在
        static bool IsFileExists(const std::string &path_name)
        {
            struct stat st;
            if (stat(path_name.c_str(), &st) == 0)
            {
                // 获取属性成功，表示文件已经存在
                return true;
            }
 
            return false;
        }
 
        // 形成一个唯一的文件名，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
        static std::string UniqFileName()
        {
            static std::atomic_uint id(0); // 原子性的计数器
            id++; // 计数器++
 
            std::string ms = TimeUtil::GetTimeMs(); // 毫秒级时间戳
            std::string uniq_id = std::to_string(id); // 获得唯一id
            
            return ms + "_" + uniq_id;
        }
 
        // 将代码写入该文件
        // 参数：target为要写入的文件名，content为要写入的内容
        static bool WriteFile(const std::string &target, std::string &content)
        {
            std::ofstream out(target);
            if (!out.is_open())
            {
                // 如果没有被打开成功
                return false;
            }
 
            out.write(content.c_str(), content.size()); // 写入内容
            out.close(); // 关闭文件
 
            return true;
        }
 
        // 把所有的文件内容读出来
        // 参数：target为要读取的文件名，content用于存储读到的数据, keep用于判断是否保留\n
        static bool ReadFile(const std::string &target, std::string *content, bool keep = false)
        {
            (*content).clear(); // 先清空content，为了不影响第一次读取
 
            std::ifstream in(target, std::ios::binary);
            if (!in.is_open())
            {
                return false;
            }
 
            std::string line;
            // 注意：
            // getline:不能保存行分隔符
            // getline:内部重载了强制类型转化
            while (std::getline(in, line))
            {
                (*content) += line;
                (*content) += (keep ? "\n" : ""); // 判断是否保留\n
            }
 
            in.close(); // 关闭文件
 
            return true;
        }
    };
 
    // 字符串工具
    class StringUtil
    {
    public:
        // 切分字符串
        /******************************************************
         * 参数：
         * str：输入型，目标要切分的字符串
         * target：输出型，保存切分完毕的结果
         * sep：指定的分隔符
        ******************************************************/
        static void SplitString(const std::string &str, std::vector *target, const std::string sep)
        {
            // 用boost库里面的字符串切分功能
            boost::split((*target), str, boost::is_any_of(sep), boost::algorithm::token_compress_on);
        }
    };
 
    
}

七、CompilerServer模块

compile_server : 编译与运行模块，让用户提交的代码与测试用例拼接后在服务器上进行编译，运行，得到结果返回给用户。

1.整体层次如图

2.编译模块compiler.hpp


// 只负责进行代码的编译
namespace ns_compiler
{
    using namespace ns_util; // 引入路径拼接功能
    using namespace ns_log; // 引入日志打印功能
 
 
    // 编译功能
    class Compiler
    {
    public:
        Compiler()
        {}
 
        ~Compiler()
        {}
 
        // 编译代码：
        // 返回值：编译成功：true，编译错误：false
        // 输入参数：编译的文件名：file_name
        // 例如：file_name: 12345（只传进来一个文件名，不带后缀，后缀我们自己添加）
        // 我们会生成三个文件
        // 12345 -> ./temp/12345.cpp 源文件
        // 12345 -> ./temp/12345.exe 可执行文件
        // 12345 -> ./temp/12345.stderr 标准错误文件
        static bool Compile(std::string &file_name)
        {
            pid_t pid = fork(); // 创建一个子进程进行编译代码
 
            if (pid < 0)
            {
                // 如果创建子进程失败就直接退出
                LOG(ERROR) << "内部错误，创建子进程失败" << "\n";
                return false;
            }
            else if (pid == 0)
            {
                umask(0); // 先将umask清零，让其不受平台的影响
 
                // 先将编译时错误文件打开
                int _compile_error = open(PathUtil::CompilerError(file_name).c_str(), O_CREAT | O_WRONLY, 0644);
                if (_compile_error < 0)
                {
                    // 如果打开文件失败
                    LOG(WARNING) << "没有成功形成compile_error文件" << "\n";
                    exit(1);
                }
                
                // 重定向标准错误到_compile_error
                dup2(_compile_error, 2);
 
 
                // 注意：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(), "-D", "COMPILER_ONLINE", "-std=c++11", nullptr/*不要忘记写nullptr*/); // 用g++替换当前的子进程
 
                // 如果程序替换失败
                LOG(ERROR) << "启动编译器g++失败，可能是参数错误" << "\n";
                exit(2);
            }
            else
            {
                // 父进程
                waitpid(pid, nullptr, 0);
                
                // 判断编译是否成功（判断是否生成可执行文件）
                if (FileUtil::IsFileExists(PathUtil::Exe(file_name))) 
                {
                    LOG(INFO) << PathUtil::Src(file_name) << " 编译成功！" << "\n";
                    return true;
                }
            }
 
            // 如果父进程走到这里，就说明编译失败，没有形成可执行文件
            LOG(ERROR) << "编译失败，没有形成可执行文件！" << "\n";
            return false;
        }
    };
}

3.运行模块runner.hpp


namespace ns_runner
{
    using namespace ns_util; // 引入路径拼接功能
    using namespace ns_log; // 引入日志打印功能
 
    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占用时长
            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; // 乘以1024，让单位KB变成字节
 
            setrlimit(RLIMIT_AS, &mem_rlimit);
        }
 
        // 运行并判断运行是否成功
        // 注意：我们这里实现的功能，也只需要指明文件名即可，不需要带路径和后缀
        /***************************************************************
         * 将这里的返回值设置成int而不设置成bool，是因为:
         * 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 : 程序正常运行完毕的，结果保存到了对应的临时文件中
         * 返回值 < 0 : 内部错误：打开文件失败、创建子进程失败等
         * 
         * 参数介绍：
         * cpu_limit : 该程序运行的时候，可以使用的最大cpu资源上限
         * mem_limit : 该程序运行的时候，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 )
        {
            // 获取运行需要的文件
            std::string _execute = PathUtil::Exe(file_name);    // 获得可执行程序的完整文件名
            std::string _stdin   = PathUtil::Stdin(file_name);  // 获取标准输入文件
            std::string _stdout  = PathUtil::Stdout(file_name); // 获取标准输出文件
            std::string _stderr  = PathUtil::Stderr(file_name); // 获取标准错误文件
 
            umask(0); // 先将umask清零，让其不受平台的影响
 
            // 打开运行需要的文件
            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);
 
            // 如果有任何一个文件打开失败，就退出程序（因为如果打开失败就无法获取相应的数据和输出结果，再继续运行就没有意义了）
            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; // 代表文件打开失败
            }
 
 
            // 创建一个子进程运行程序
            pid_t pid = fork();
            if (pid < 0)
            {
                LOG(ERROR) << "运行时创建子进程失败" << "\n";
 
                // 如果创建失败，关闭需要的文件
                close(_stdin_fd);
                close(_stdout_fd);
                close(_stderr_fd);
 
                return -2; // 代表创建子进程失败
            }
            else if (pid == 0)
            {
                // 子进程创建成功
                // 将标准输入，标准错误，标准错误都进行重定向到刚才打开的文件
                dup2(_stdin_fd, 0);
                dup2(_stdout_fd, 1);
                dup2(_stderr_fd, 2);
 
                // 设置资源限制
                SetProcLimit(cpu_limit, mem_limit);
 
                // 然后替换程序，将子进程替换成需要的可执行文件
                // 参数：带路径的可执行文件，要怎么执行......
                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);
 
                // 如果替换失败
                exit(1);
            }
            else
            {
                // 父进程用不到这些文件，所以先将其关闭
                close(_stdin_fd);
                close(_stdout_fd);
                close(_stderr_fd);
 
                // 让父进程等待子进程
                int status = 0; // 拿到子进程的退出结果
                waitpid(pid, &status, 0);
 
                // 程序如果运行异常，一定是因为收到了信号！
                LOG(INFO) << "运行完毕，info：" << (status & 0x7f) << "\n";
                return status & 0x7f;
            }
        }
    };
}

4.编译+运行compile_run.hpp


namespace ns_compile_and_run
{
    using namespace ns_log;      // 引入日志打印功能
    using namespace ns_util;     // 引入路径拼接功能
    using namespace ns_compiler; // 引入编译功能
    using namespace ns_runner;   // 引入运行功能
 
    class CompileAndRun
    {
    public:
        // 清空所有的临时文件
        static void RemoveTempFile(const std::string &file_name)
        {
            // 特点：清理文件的个数是不确定的，但是有哪些我们是知道的
            
            // 删除源文件
            std::string _src = PathUtil::Src(file_name); // 获取源文件的完整路径
            if (FileUtil::IsFileExists(_src)) unlink(_src.c_str()); // 如果文件存在，就将其移除
            
            // 删除编译错误文件
            std::string _compile_error = PathUtil::CompilerError(file_name);
            if (FileUtil::IsFileExists(_compile_error)) unlink(_compile_error.c_str());
 
            // 删除可执行程序
            std::string _execute = PathUtil::Exe(file_name);
            if (FileUtil::IsFileExists(_execute)) unlink(_execute.c_str());
 
            // 删除标准输入
            std::string _stdin = PathUtil::Stdin(file_name);
            if (FileUtil::IsFileExists(_stdin)) unlink(_stdin.c_str());
 
            // 删除标准输出
            std::string _stdout = PathUtil::Stdout(file_name);
            if (FileUtil::IsFileExists(_stdout)) unlink(_stdout.c_str());
 
            // 删除标准错误
            std::string _stderr = PathUtil::Stderr(file_name);
            if (FileUtil::IsFileExists(_stderr)) unlink(_stderr.c_str());
        }
 
        // 将信号转化成为报错的原因
        // code > 0 : 进程收到了信号导致异常错误
        // code < 0 : 整个过程非运行报错（代码为空，编译报错等）
        // cod == 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 = "用户提交的代码是空";
                break;
            case -2:
                desc = "未知错误";
                break;
            case -3: // 代码编译的时候发生了错误
                FileUtil::ReadFile(PathUtil::CompilerError(file_name), &desc, true); // 读取编译报错的文件
                break;
            case SIGABRT: // 信号6
                desc = "内存超过范围";
                break;
            case SIGXCPU: // 信号24
                desc = "CPU使用超时";
                break;
            case SIGFPE: // 信号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)
        {
            // 将拿到的数据做反序列化
            Json::Value in_value;
            Json::Reader reader;
            reader.parse(in_json, in_value);
 
            std::string code = in_value["code"].asString();   // 拿到用户提交的代码
            std::string input = in_value["input"].asString(); // 拿到用户输入的数据
            int cpu_limit = in_value["cpu_limit"].asInt();    // 拿到上层给的cpu占用时长
            int mem_limit = in_value["mem_limit"].asInt();    // 拿到上层给的内存大小
 
            // 创建输出返回的数据
            int status_code = 0; // 状态码
            Json::Value out_value;
            int run_result = 0;    // 运行结果
            std::string file_name; // 需要内部形成的唯一文件名（因为goto语句之间不能出现定义，所以就在这里定义）
 
            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
            file_name = FileUtil::UniqFileName();
 
            // 形成临时的src文件
            if (!FileUtil::WriteFile(PathUtil::Src(file_name), code))
            {
                // 如果写入文件失败
                status_code = -2; // 未知错误
                goto END;
            }
 
            // 编译
            if (!Compiler::Compile(file_name))
            {
                // 如果编译失败
                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); // 运行
            if (run_result < 0)
            {
                // 内部错误
                status_code = -2;
                ; // 未知错误
                goto END;
            }
            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); // 将错误码转化成错误描述
            if (status_code == 0)
            {
                // 整个过程全部成功:
 
                // 读取标准输出文件
                std::string _stdout;
                FileUtil::ReadFile(PathUtil::Stdout(file_name), &_stdout, true);
                out_value["stdout"] =  _stdout;
 
                // 读取标准输出文件
                std::string _stderr;
                FileUtil::ReadFile(PathUtil::Stderr(file_name), &_stderr, true);
                out_value["stderr"] = _stderr;
            }
 
            // 序列化过程
            Json::StyledWriter writer;
            *out_json = writer.write(out_value);
 
 
            // 清空所有的临时文件
            RemoveTempFile(file_name);
        }
    };
}

5.Compiler模块compiler_server.cc


// 使用手册
void Usage(std::string proc)
{
    std::cerr << "Usage: " << "\n\t" << proc << " port" << std::endl;
}
 
// 调用方式：./compile_server port
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        // 如果使用方法不对
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
 
    Server svr; // 创建一个服务器
    
    // 参数：req：用户的需求，resp：服务器的相应
    svr.Post("/compile_and_run", [](const Request &req, Response &resp){
    // 用户请求的服务正文就是我们想要的json string
    // in_json: {"code": "#include...", "input": "","cpu_limit":1, "mem_limit":10240}
    // out_json: {"status":"0", "reason":"","stdout":"","stderr":"",}
 
        std::string in_json = req.body;
        std::string out_json;
        if (!in_json.empty())
        {
            // 编译并运行用户传过来的代码
            CompileAndRun::Start(in_json, &out_json);
 
            // 要响应的内容
            resp.set_content(out_json, "application/json;charset=utf_8");
        }
    });
 
    // 让服务器在所有ip，指定端口服务
    svr.listen("0.0.0.0", atoi(argv[1])); // 启动http服务
 
    return 0;
}

八、基于MVC结构的OJServer模块

OJServer模块是直接和用户交互的，用户访问OJ系统，我需要有一个首页，其次需要有一个题目列表网页供用户选择题目，再者还需要一个可以给用户写代码做题的网页，并且可以提交代码，判断用户提交的代码是否正确。

总结用户的请求分为三种：

请求题目列表
请求一个具体的题目，并且需要有编译区域
提交，判题请求 OJServer模块主要要根据这三种请求提供对应的功能。

整个模块采用的是MVC的设计模式进行设计
通过这个设计模式，把数据，业务逻辑和网页界面进行了分离。

1. 什么是MVC结构

经典MVC模式中，M是指业务模型，V是指用户界面（视图），C则是控制器，使用MVC的目的是将M和V的实现代码分离，从而使同一个程序可以使用不同的表现形式。其中，View的定义比较清晰，就是用户界面。

M：model表示的是模型，代表业务规则。在MVC的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。被模型返回的数据时中立的，模型与数据格式无关，这样一个模型就能够为多个视图提供数据，由于应用于模型的代码只需要写一次就可以被多个视图重用，所以减少了代码的重复性，
V：view表示的视图，代表用户看到并与之交互的界面。在视图中没有真正的处理发生，它只是作为一种输出数据并允许用户操作的方式。
C：controller表示的是控制器，控制器接收用户的输入并调用模型（M）和视图（V）去完成用户需求。控制器本身不输出任何东西和任何处理。它只接收请求并决定调用那个模型构建去处理请求，然后再确定用那个视图来显示返回的数据。

整个模块就包含四个部分：

oj_model模块：负责模块前两个功能的数据部分，通过与题库交互，得到所有题目的信息或者某一个题目的信息
oj_view模块：负责渲染用户得到网页，根据用户提交的不同请求，渲染不同的题目信息
oj_control模块：负责整个OJServer模块的业务逻辑控制。对下负责负载均衡式的选择主机请求编译服务，对上根据用户的三种请求，配合上面两个模块，完成对应的功能。
oj_server模块：搭建http服务，根据用户的请求，完成功能路由，调用control模块的对应方法完成功能

2.整体层次如图

3.Model模块oj_model.hpp

oj_model模块主要是和数据交互的，这里的数据就是我们后端文件或者数据库当中的题目信息，题目应该包含如下的信息：

题目的编号（1）
题目的标题（求最大值）
题目的难度（简单、中等、困难）
题目的时间要求（1s）
题目的空间要求（30000KB）
题目的描述（给定一个数组，求最大值）
题目预设给用户在线编辑的代码（#include...）
题目的测试用例

到这里我们就需要有自己对应的题库，我们这个模块当中新增一个目录questions，用来存放我们的题库，这个questions目录下包含题目列表（文件形式）和每个题目的文件夹（其中又包含题目的描述、题目预设给用户在线编辑的代码header和题目的测试用例tail）

3.1文件版本


// 文件版
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;  // 题目的标题
        string star;   // 题目的难度：简单 中等 困难
        int cpu_limit;      // 题目的时间要求（S）
        int mem_limit;      // 题目的空间要求（KB）
        string desc;   // 题目的描述
        string header; // 题目预设给用户在线编辑器的代码
        string tail;   // 题目的测试用例，需要和header拼接，形成完整代码
    };
 
    const string questions_list = "./questions/questions.list"; // 配置文件的路径
    const string question_path = "./questions/"; // 题库路径
 
    class Model
    {
    private:
        // 题号：题目细节
        unordered_map questions;
    public:
        Model()
        {
            // 将题目加载进来
            assert(LoadQuestionList(questions_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())
            {
                // 如果配置文件打开失败
                LOG(FATAL) << "加载题库失败，请检查是否存在题库文件" << "\n";
                return false;
            }
 
            // 进行行读取题目
            string line;
            while (getline(in, line))
            {
                // 将一行的字符串（题目描述）进行切分
                vector tokens;
                StringUtil::SplitString(line, &tokens, " ");
 
                // 例如：1 判断回文数 简单 1 30000
                if (tokens.size() != 5)
                {
                    // 如果配置的内容有问题
                    LOG(WARNING) << "加载部分题目失败，请检查文件格式" << "\n";
                    continue;
                }
 
                // 进行填充question
                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());
 
                // 指定题库路径
                string path = question_path;
                path += q.number; // 加上题号
                path += "/";
 
                // 读取所有文件里面的内容，并填充到q中
                FileUtil::ReadFile(path+"desc.txt", &(q.desc), true);
                FileUtil::ReadFile(path+"header.cpp", &(q.header), true);
                FileUtil::ReadFile(path+"tail.cpp", &(q.tail), true);
 
                // 最后将单个题目q提交到题库中（哈希表）
                questions.insert({q.number, q});
            }
 
            LOG(INFO) << "加载题库...成功！" << "\n";
            in.close(); // 关闭配置文件
 
            return true;
        }
 
        // 获取所有的题目
        bool GetAllQuestions(vector *out)
        {
            if (questions.size() == 0)
            {
                // 如果没有题目
                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;
        }
 
        // 获取单个题目
        bool GetOneQuestion(const string &number, Question *q)
        {
            const auto& iter = questions.find(number);
 
            if (iter == questions.end())
            {
                // 如果没有找到该题目
                LOG(ERROR) << "用户获取题目失败，题目编号：" << number << "\n";
                return false;
            }
 
            (*q) = iter->second; // 获取题目成功
            return true;
        }
 
        ~Model()
        {}
    };
}

3.2数据库版本


// MySQL版本
// 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
    {
        string number; // 题目编号（唯一）
        string title;  // 题目的标题
        string star;   // 题目的难度：简单 中等 困难
        string desc;   // 题目的描述
        string header; // 题目预设给用户在线编辑器的代码
        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; // 题目的空间要求（KB）
    };
 
    const std::string oj_questions = "oj_questions"; // 要访问的表名
    const std::string host = "127.0.0.1";            // ip为本地服务器
    const std::string user = "oj_client";            // MySQL用户名
    const std::string passwd = "xujiaming+520";      // MySQL密码
    const std::string db = "oj";                     // 要连接的数据库名
    const int port = 3306;                           // MySQL的端口号
 
    class Model
    {
    public:
        Model()
        {
        }
 
        // 查询MySQL
        // 参数：sql：sql查询语句，out：输出查询结果
        bool QueryMySql(const std::string &sql, vector *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))
            {
                // 如果连接失败
                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()))
            {
                // 如果执行失败
                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
            int cols = mysql_num_fields(res); // 获得列数
 
            // 获得每行每列的数据
            for (int i = 0; i < rows; ++i)
            {
                MYSQL_ROW row = mysql_fetch_row(res); // 拿到当前这一行的所有数据（这里的row是一个二级指针）
                Question q; // 用于保存结果
 
                // 拿到当前行，每列的所有数据
                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]);
                
                // 将当前题的所有信息放到返回数组里面
                out ->push_back(q);
            }
 
            // 释放结果空间
            free(res);
 
            // 关闭MySQL连接
            mysql_close(my);
 
            return true;
        }
 
        // 获取所有的题目
        bool GetAllQuestions(vector *out)
        {
            std::string sql = "select * from ";
            sql += oj_questions;
 
            return QueryMySql(sql, out);
        }
 
        // 获取单个题目
        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)) // 判断是否获取题目成功
            {
                // 判断获取的题目个数是否只有1个
                if (result.size() == 1) 
                {
                    *q = result[0];
                    res = true;
                }
            }
 
            return res;
        }
 
        ~Model()
        {
        }
    };
}

4.题库的结构

题目的属性大致可以分为2类：

一种是题目编号，题目标题，题目难度，时间限制和内存限制这些字段，这些字段都比较小，可以把所有题目的这些信息存在一个文件里面。
另一种是题目描述，预置代码，测试用例等等，这类信息一般都比较大，可以根据题目编号给每道题建立一个与编号对应的文件夹，然后用三个文件保存这三个信息，到时候就可以通过题目编号找到题目对应的路径，然后读取对应的文件，不仅读取方便，还便于我们录题。

5.view模块oj_view.hpp

oj_view模块负责渲染给用户显示的网页。比如说用户请求访问题目列表，题目列表里的题目信息是从我们后端的题库中得到的，而把这些信息显示到网页上，这就是渲染网页。所有说view模块也应该提供两个接口，一个渲染题目列表，一个渲染单个题目的网页。

我们需要引入一个第三方库ctemplate；功能如下：


namespace ns_view
{
    using namespace ns_model;
 
    const std::string template_path = "./template_html/"; // 要渲染的路径
 
    class View
    {
    public:
        View()
        {}
        ~View()
        {}
    public:
        // 将所有的题目数据构建成网页
        void AllExpandHtml(const vector<struct Question> &questions, std::string *html)
        {
            // 题目编号 题目标题 题目难度 
            // 使用表格显示
            // 1. 形成路径
            std::string src_html = template_path + "all_questions.html"; // 要被渲染的网页
            
            // 2. 形成数据字典
            ctemplate::TemplateDictionary root("all_questions");
            
            // 形成一个子字典
            for (const auto &q : questions)
            {
                ctemplate::TemplateDictionary *sub = root.AddSectionDictionary("question_list"); 
                sub->SetValue("number", q.number);
                sub->SetValue("title", q.title);
                sub->SetValue("star", q.star);
            }
 
            // 3. 获取被渲染的网页
            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); // 这个root字典里面会包含所有的子字典
        }
 
        // 将单个题目的所有数据构建成网页
        void OneExpand(const struct Question &q, std::string *html)
        {
            // 1. 形成路径
            std::string src_html = template_path + "one_question.html"; // 要被渲染的网页
            
            // 2. 形成数据字典
            ctemplate::TemplateDictionary root("one_questions");
            
            // 2.1 插入题目描述
            root.SetValue("number", q.number);   // 题号
            root.SetValue("title", q.title);     // 题目标题
            root.SetValue("star", q.star);       // 题目难度
            root.SetValue("desc", q.desc);       // 题目描述
            root.SetValue("pre_code", q.header); // 题目预设代码
 
            // 3. 获取被渲染的网页
            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); // 这个root字典里面会包含所有的子字典
        }
    };
}

6.oj_control模块oj_control.hpp

oj_control模块是整个OJSever模块的逻辑功能部分，在上层做好了功能路由之后，通过调用control模块实现各个功能，所有oj_control模块既要可以返回对应的网页，还要可以负载均衡的判题。

提供三个功能：

构建好题目列表网页的接口
根据题目编号构建好单个题目网页的接口
判题接口。

6.1.构建题目列表和单个题目网页


// 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))
    {
        // 给题目按编号进行排序
        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
    {
        // 获取失败
        *html = "获取题目失败，形成题目列表失败";
        ret = false;
    }
 
    return ret;
}
 
// 根据题号构建网页
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，将该题目的所有数据构建成网页
        view_.OneExpand(q, html);
    }
    else
    {
        // 获取失败
        *html = "指定题目：" + number + " 不存在！";
        ret = false;
    }
 
    return ret;
}

6.2.负载均衡模块

6.2.1机器类的设计

负载均衡模块，最重要的功能就是可以负载均衡式的选择主机，我如何得知有哪些主机可以供我选择，怎么实现负载均衡。

所以模块内部要有一个结构包含提供服务的主机信息，用来表述主机的结构命名为Machine，然后用一个vector把所有提供服务的主机组织起来。

Machine类里有主机的IP，端口，还有负载情况。负载均衡判断的依据就是看主机的负载，所有类里还要提供方法，在有新请求请求该机器时增加负载，服务结束时减少负载，如果中途服务主机突然挂了，还要可以清空负载。
因为同一时刻可能有多个执行流在请求同一个主机，所有需要保证对负载操作的安全性，需要一个mutex互斥锁。

6.2.2负载均衡模块设计

        将来选择主机可以在vector中选，在此之前需要知道有哪些主机可以选，在当前路径下加一个.conf文件里面会存放所有的可以提供服务的主机信息，包括了IP和端口，每一行是一个主机的信息，负载均衡模块在构建时就可以读取该文件，初始化自己的vector结构。
        然后就是选择主机功能，首先在同一时刻可能有很多执行流都在选择主机，所以对主机的选择需要加锁，也就是说负载均衡模块也需要一个互斥锁。
        设计在control模块调用负载均衡模块时，如果说后端的编译服务主机出问题挂了，不应该影响我的OJServer服务，OJ服务正常运行，编译服务如果恢复了，那我正常请求，如果有一部分挂了，那我请求别的主机，全挂我就不请求，提示后端。
        这个功能就由负载均衡模块负责，负载均衡模块除了可以选择主机，还要能够知道主机的情况，并能够根据情况更新。使用数组的下标表示每一个主机的编号，用两个数组，一个表示上线主机，元素的值就是主机编号，另一个表示下线的主机。提供方法，在后端编译服务重启时可以更新状态让主机上线，当请求主机失败时要更新状态让主机下线。

6.2.3负载均衡的实现：

负载均衡就是尽量让每一台机器负责的请求平均，那就需要从所有在线的主机中选择出对应的主机。一是随机挑选主机，但是这种方法不能排除有时候一直选中某几台，有几台又一直选不上。还有一种比较严格，遍历所有在线的主机，找出负载最小的。


// 提供服务的主机
class Machine
{
public:
    std::string ip;  // 编译服务的ip
    int port;        // 编译服务的端口号
    uint64_t load;   // 编译服务的负载（计数器）
    std::mutex *mtx; // 用于保护计数器的锁（注意：cpp中的mutex是禁止拷贝的，所以我们这里定义指针来进行后面的拷贝）
public:
    Machine()
    :ip(""), port(0), load(0), mtx(nullptr)
    {}
 
    ~Machine()
    {}
public:
    // 提升主机负载
    void IncLoad()
    {
        if (mtx) mtx->lock(); // 加锁
        ++load;
        if (mtx) mtx->unlock(); // 解锁
    }
 
    // 减小主机负载
    void DecLoad()
    {
        if (mtx) mtx->lock(); // 加锁
        --load;
        if (mtx) mtx->unlock(); // 解锁
    }
 
    // 将主机的负载清零
    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(); // 加锁
        _load = load;
        if (mtx) mtx->unlock(); // 解锁
 
        return _load;
    }
 
};
 
const std::string service_machine = "./conf/service_machine.conf"; // 提供服务的主机列表的路径
// 负载均衡模块
class LoadBalance
{
private:
    std::vector machines; // 可以给我们提供编译服务的主机（每一台主机都有自己的下标，充当当前主机的id）
    std::vector<int> online;       // 所有在线的主机id
    std::vector<int> offline;      // 所有离线的主机id
    std::mutex mtx;                // mtx是LoadBalance的锁，是保证LoadBalance它的数据安全（注意：每个Machine也有自己的小锁，不要与这里的mtx搞混）
public:
    LoadBalance()
    {
        assert(LoadConf(service_machine));
        LOG(INFO) << "加载 " << service_machine << " 成功" << "\n";
    }
 
    ~LoadBalance()
    {}
public:
    // 将主机加载进来
    // 参数：machine_list：主机列表
    bool LoadConf(const std::string &machine_conf)
    {
        std::ifstream in(machine_conf);
        if (!in.is_open())
        {
            // 如果打开文件失败
            LOG(FATAL) << "加载：" << machine_conf << " 失败" << "\n";
            return false;
        }
        
        std::string line;
        while (std::getline(in, line))
        {
            // 按行读取machine_conf文件数据
            // 进行字符串切割：将字符串分成两部分：ip和port
            std::vector tokens;
            StringUtil::SplitString(line, &tokens, ":"); 
            
            if (tokens.size() != 2)
            {
                // 如果切分出来的字符串不是ip和port这两部分
                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()); // 上线当前主机
            machines.push_back(m);
        }
 
        in.close(); // 关闭文件
 
        return true;
    }
 
    // 智能选择合适的主机提供服务
    // 参数：
    // 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. 我们需要可能离线的主机
        
        mtx.lock(); // 将选择功能加锁
        
        // 使用的负载均衡算法：轮询 + hash
        int online_num = online.size(); // 主机在线数
        if (online_num == 0)
        {
            // 如果所有的主机都离线了
            mtx.unlock(); // 将选择功能解锁
            LOG(FATAL) << " 所有的后端编译主机已经离线，请运维的人尽快查看" << "\n";
 
            return false;
        }
 
        // 通过遍历的方式，找到所有负载最小的机器
        *id = online[0]; // 默认最小负载的机器
        *m = &machines[online[0]]; // 默认最小负载主机的地址
        uint64_t min_load = machines[online[0]].Load(); // 默认最小负载数
        for (int i = 1; i < online_num; ++i)
        {    
            uint64_t cur_load = machines[online[i]].Load();
            if (min_load > cur_load)
            {
                min_load = cur_load;
                *id = online[i];
                *m = &machines[online[i]];
            }
        }
 
        mtx.unlock(); // 将选择功能解锁
        return true;
    }
 
    // 离线指定主机
    void OfflineMachine(int which)
    {
        mtx.lock(); // 将离线功能加锁（因为在离线的同时，有可能有人正在进行智能选择）
 
        // 遍历在线主机列表，找到要离线的主机
        for (auto iter = online.begin(); iter != online.end(); ++iter)
        {
            if (*iter == which)
            {
                // 先将要离线的主机的负载清零，不然后面再将其上线的时候，负载还是和现在一样
                machines[which].ResetLoad();
 
                // 要离线的主机找到了，将其进行离线
                online.erase(iter); 
                offline.push_back(which); // 注意：这里不能写成offline.push_back(*iter);因为这样为导致迭代器失效
                break; // 因为break的存在，所以我们暂时不用考虑迭代器失效的问题
            }
        }
 
        mtx.unlock(); // 将离线功能解锁
    }
 
    // 上线对应的主机
    void OnlineMachine()
    {
        // 规定：当所有主机都离线的时候，我们统一上线
        mtx.lock(); // 将上线功能加锁
 
        // 将离线列表里面的所有主机插入到上线列表里面，并删除离线列表里面的所有主机
        online.insert(online.end(), offline.begin(), offline.end());
        offline.erase(offline.begin(), offline.end()); 
 
        mtx.unlock(); // 将上线功能解锁
 
        LOG(INFO) << "所有的主机又上线啦！" << "\n";
    }
 
    // 显示所有在线和离线的主机（仅仅用于测试）
    void ShowMachines()
    {
        mtx.lock(); // 加锁
 
        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(); // 解锁
    }
};

6.2.4判题模块

得到的参数是需要判的题目编号和用户传进来的json串形式的代码，通过题目编号，调用model模块得到题目相关的信息，然后通过反序列化用户传来的代码，得到代码内容。有了题目的信息和用户的代码，就可以拼接出可以用来编译的源码内容，构建出CompilerServer需要的json串。请求后端编译服务器主机。
选到主机之后通过主机的IP+端口，使用网络请求方式发起请求，除了通过请求的返回值判断请求是否成功，还需要判断请求的状态码，只有状态呢是200才表示请求成功。且需要更新请求时机器的负载情况。


// 判题功能
// 参数：
// number：题号，in_json：客户上传上来的代码，out_json：要返回的结果
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. 将in_json进行反序列化，得到题目id，得到用户提交的源代码（input）
    Json::Reader reader;
    Json::Value in_value;
    reader.parse(in_json, in_value); // 参数：你想要反序列化谁，你想要反序列化的json_value是谁
    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; // 注意这里需要加一个换行符，否则可能会将#ifndef拼接到 ‘;’ 后面，导致拼接错误
    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); // 将拼接好的代码进行序列化
    
    // 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;
        
        // 进行智能选择
        if (!load_balance_.SmartChoice(&id, &m))
        {
            // 如果选择失败，那么所有的主机都已经挂掉了
            break;
        }
        
        // 4. 然后发起http请求，得到结果
        Client cli(m->ip, m->port);
        m->IncLoad(); // 增加主机负载
 
        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"))
        {
            if (res->status == 200)
            {
                // 5. 如果http请求成功，将编译运行后的结果赋值给out_json  
                *out_json = res->body; 
                m->DecLoad(); // 减少主机负载
                LOG(INFO) << "请求编译和运行服务成功..." << "\n";
 
                break;
            }
 
            m->DecLoad(); // 减少主机负载
        }
        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_balance_.OfflineMachine(id); // 将当前主机离线（将主机离线后负载会自动清零）
            
            load_balance_.ShowMachines(); // 仅仅是为了用来调试
        }
    }
}

7.oj_server模块oj_server.cc

搭建一个http服务，通过用户请求的不同资源，完成功能路由的任务，调用oj_control模块的功能。


static Control *ctrl_ptr = nullptr; // 定义一个控制器指针，让其既可以局部使用，也可以全局使用
 
 
// 使用手册
void Usage(std::string proc)
{
    std::cerr << "Usage: " << "\n\t" << proc << " port" << std::endl;
}
 
 
// 写一个恢复主机的回调方法
void Recovery(int signo)
{
    ctrl_ptr->RecoveryMachine();
}
 
// 调用方式：./compile_server port
int main(int argc, char *argv[])
{
    // 捕捉3号信号（ctrl + \）.用快捷键（ctrl + \）一键上线所有离线的主机
    signal(SIGQUIT, Recovery);
 
    if (argc != 2)
    {
        // 如果使用方法不对
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
 
    // 用户请求的服务路由功能
    Server svr; // 创建有个服务器
    Control ctrl; // 创建一个控制器
    ctrl_ptr = &ctrl;
 
    // 获取所有的题目列表
    // 参数：req：用户的需求，resp：服务器的相应
    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;
        ctrl.AllQuestions(&html); 
        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"()"作用：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]; // 拿到题号
        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]; // 拿到题号
        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");
 
    // 让服务器在所有ip，指定端口服务
    svr.listen("0.0.0.0", atoi(argv[1])); // 启动http服务
 
    return 0;
}

九、前端页面的设计（了解）

前端简单使用：
html/css/js/jquery/ajax
Ace前端在线编辑器

1. indx.html

当用户访问根目录时显示的网页


    "UTF-8">
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    这是我的个人OJ系统
    
 
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C++项目：【负载均衡式在线OJ】

一、项目介绍

二、技术栈与开发环境

1.所用技术:

2.开发环境：

三、项目演示

1.运行代码

2.进入项目首页

3.题目列表

4.点击具体一道题

5.编辑代码并提交

四、项目思维导图

五、项目宏观结构

六、Comm公共模块

1.日志工具log.hpp

2.其他工具util.hpp

七、CompilerServer模块

1.整体层次如图

2.编译模块compiler.hpp

3.运行模块runner.hpp

4.编译+运行compile_run.hpp

5.Compiler模块compiler_server.cc

八、基于MVC结构的OJServer模块

1. 什么是MVC结构

2.整体层次如图

3.Model模块oj_model.hpp

3.1文件版本

3.2数据库版本

4.题库的结构

5.view模块oj_view.hpp

6.oj_control模块oj_control.hpp

6.1.构建题目列表和单个题目网页

6.2.负载均衡模块

6.2.1机器类的设计

6.2.2负载均衡模块设计

6.2.3负载均衡的实现：

6.2.4判题模块

7.oj_server模块oj_server.cc

九、前端页面的设计（了解）

1. indx.html

class="font_">欢迎来到我的OnlineJudge平台

2. all_questions.html

OnlineJuge题目列表

@不一样的烟火a

3. one_question.html

"number">{{number}}.{{title}}_{{star}}

十、项目扩展

十一、项目所需工具

1.升级 gcc

2.安装 jsoncpp

3.安装 cpp-httplib

4.安装boost库

5.安装与测试 ctemplate

6.使用Ace在线编辑器

7.MySQL 建表

十二、项目源码