【负载均衡oj项目】01. 项目概述及准备工作

[1. 项目概述](#1. 项目概述)
[2. 项目演示](#2. 项目演示)
- [2.1 项目源代码](#2.1 项目源代码)
- [2.2 测试操作](#2.2 测试操作)
[3. 核心功能及代码框架](#3. 核心功能及代码框架)
[4. 所用技术与开发环境](#4. 所用技术与开发环境)
[5. 所需组件安装](#5. 所需组件安装)
- [5.1 gcc升级](#5.1 gcc升级)
- - [1.CentOS 7 升级 GCC（适配 devtoolset 方式）](#1.CentOS 7 升级 GCC（适配 devtoolset 方式）)
  - [2. Ubuntu 升级 GCC（适配 apt 仓库方式）](#2. Ubuntu 升级 GCC（适配 apt 仓库方式）)
- [5.2 安装jsoncpp](#5.2 安装jsoncpp)
- - [1. CentOS 7 安装 jsoncpp（仅 yum 方式）](#1. CentOS 7 安装 jsoncpp（仅 yum 方式）)
  - [2. Ubuntu 安装 jsoncpp（仅 apt 方式）](#2. Ubuntu 安装 jsoncpp（仅 apt 方式）)
- [5.3 安装cpp-httplib](#5.3 安装cpp-httplib)
- [5.4 安装boost库](#5.4 安装boost库)
- - [1. CentOS 7 安装 Boost 库（yum 方式）](#1. CentOS 7 安装 Boost 库（yum 方式）)
  - [2. Ubuntu 安装 Boost 库（apt 方式）](#2. Ubuntu 安装 Boost 库（apt 方式）)
- 5.5安装ctemplate
- - [1. CentOS 7 安装 ctemplate（yum 方式）](#1. CentOS 7 安装 ctemplate（yum 方式）)
  - [2. Ubuntu 安装 ctemplate（apt 方式）](#2. Ubuntu 安装 ctemplate（apt 方式）)
- [5.6 Ace编辑器](#5.6 Ace编辑器)

1. 项目概述

该项目是一个负载均衡式在线评测系统（Online Judge，简称 OJ） ，目标是实现类似 LeetCode 的在线编程平台。用户可以浏览题目、在线编写代码、提交运行并获取评测结果。系统采用C++ 开发，基于MVC 架构 ，并实现了多机负载均衡，以提高编译和运行服务的并发能力与稳定性。

2. 项目演示

2.1 项目源代码

代码链接：OnlineJudge-过云雨/项目 - 码云 - 开源中国

2.2 测试操作

开启虚拟器/云服务器，打开四个终端，三个运行./compile_server文件，端口分别为8081、8082、8083。第四个终端运行./oj_server。

bash 复制代码

./compile_server 8081
./compile_server 8082
./compile_server 8083

./oj_server

打开浏览器，输入你电脑的 ip:port，即可打开OJ平台的主界面，点击开始编程进入题目列表。

bash 复制代码

# 我的虚拟机ip是192.168.233.128
192.168.233.128:8080

选择任意一个题目进入题目内容界面（此处我测试所以使用了多个同样的题目，可以自定义修改）

题目内容界面，有题目描述、代码框、提交代码按钮、编译运行结果。将代码完善之后，点击提交代码。

多次点击"提交代码"按钮，查看虚拟机终端，可见每次运行时寻找负载最低的后台来编译运行程序

3. 核心功能及代码框架

整个项目总共分三个文件夹存放：comm、compile_server、oj_server

comm：

util.hpp（常用公共功能）：获取时间戳、路径拼接、文件名拼接、文件内容读取与写入、字符串分割。
log.hpp（日志打印功能）：打印日志功能。
httplib.h（http协议）：http协议的C++版本开源库。

compile_server：

compiler.hpp（编译器）：用户代码编译。
runner.hpp（执行器）：用户代码运行与限制。
compile_run.hpp（编译执行流程）：编译运行流程、报错存放、中间文件删除。
compile_server.cc（http协议+编译执行调用）：http协议接收、执行编译运行流程。
makefile（make指令）：make编译与清理。

oj_server：MVC

oj_model.hpp：题目数据加载。
oj_view.hpp：http界面渲染。
oj_control.hpp：主机控制、负载均衡、序列化处理、http协议发送与接收。
oj_server.cc：主逻辑运行。
makefile（make指令）：make编译与清理。

wwwroot文件夹：网页主界面
template_html文件夹：题目目录和题目界面
questions文件夹：存放题目内容、代码框架等
conf文件夹：存放可用ip+port

项目宏观结构：

4. 所用技术与开发环境

所用技术：

C++ STL 标准库
Boost 准标准库（字符串切割）
cpp-httplib 第三方开源网络库
ctemplate 第三方开源前端网页渲染库
jsoncpp 第三方开源序列化、反序列化库
负载均衡设计
多进程、多线程
MySQL C connect
Ace 前端在线编辑器（了解）
html/css/js/jquery/ajax（了解）

开发环境

Centos 7 系统或者 ubuntu系统（虚拟机或者云服务器均可）
vscode
Mysql Workbench

5. 所需组件安装

5.1 gcc升级

1.CentOS 7 升级 GCC（适配 devtoolset 方式）

安装 SCL 仓库（软件集管理工具）

SCL（Software Collections）是 CentOS 官方提供的工具，用于在不替换系统默认 GCC 的前提下，安装并使用高版本 GCC（解决老编译器编译 cpp-httplib 报错问题）。执行以下命令安装：
bash 复制代码
```
sudo yum install -y centos-release-scl scl-utils-build
```
安装指定版本的 GCC

可选择 7/8/9 等版本（推荐 9 以适配 cpp-httplib），命令如下（以 9 为例，替换数字可装其他版本）：
bash 复制代码
```
# 安装 GCC 9 及 C++ 编译器
sudo yum install -y devtoolset-9-gcc devtoolset-9-gcc-c++
```
安装完成后，可通过 ls /opt/rh/ 验证，能看到 devtoolset-9 目录即表示安装成功。
临时启用高版本 GCC（当前会话有效）

系统默认仍使用老版本 GCC，需手动启用新版本，该操作仅对当前终端会话生效：
bash 复制代码
```
scl enable devtoolset-9 bash
```
执行后输入 gcc -v，可看到版本已切换为 9.x（而非系统默认的 4.8.5）。
永久启用高版本 GCC（可选，推荐）

若希望每次登录终端自动启用新版本，需将启用命令写入 ~/.bash_profile：
- 编辑配置文件：
  bash 复制代码
```
vi ~/.bash_profile
```
- 在文件末尾添加以下内容（以 GCC 9 为例）：
  bash 复制代码
```
# 自动启用 devtoolset-9 版本的 GCC
scl enable devtoolset-9 bash
```
- 保存退出后，执行 source ~/.bash_profile 使配置立即生效，后续登录终端会自动切换到高版本 GCC。

2. Ubuntu 升级 GCC（适配 apt 仓库方式）

Ubuntu 无 devtoolset 工具，需通过官方仓库 / PPA 升级，流程如下：

更新系统软件源

先更新本地软件索引，确保能获取最新的 GCC 包：
bash 复制代码
```
sudo apt update
```
查看可安装的 GCC 版本（可选）

确认系统支持的高版本 GCC：
bash 复制代码
```
apt search gcc | grep "^gcc-[0-9]"
```
安装指定版本的 GCC（以 9 为例）

安装 GCC 9 及 C++ 编译器（适配 cpp-httplib）：
bash 复制代码
```
sudo apt install -y gcc-9 g++-9
```
设置默认 GCC 版本

Ubuntu 安装后不会自动切换，需手动配置默认版本：
- 先添加 GCC 候选版本：
  复制代码
```
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 90
sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-9 90
```
  （数字 90 是优先级，数值越高越优先）
- 若需切换版本（比如有多个 GCC 版本），执行：
  bash 复制代码
```
sudo update-alternatives --config gcc
sudo update-alternatives --config g++
```
  按提示输入对应版本的序号即可。
验证升级结果

执行 gcc -v 和 g++ -v，确认输出版本为 9.x 即完成升级。

5.2 安装jsoncpp

1. CentOS 7 安装 jsoncpp（仅 yum 方式）

先安装 EPEL 扩展源（CentOS 7 官方源无 jsoncpp）：
bash 复制代码
```
sudo yum install -y epel-release
```
安装 jsoncpp 及开发包（包含头文件和库文件）：
bash 复制代码
```
sudo yum install -y jsoncpp jsoncpp-devel
```

2. Ubuntu 安装 jsoncpp（仅 apt 方式）

更新软件源索引：
bash 复制代码
```
sudo apt update
```
安装 jsoncpp 开发包（包含头文件和库文件）：
bash 复制代码
```
sudo apt install -y libjsoncpp-dev
```

5.3 安装cpp-httplib

最新的cpp-httplib在使用的时候，如果gcc不是特别新的话有可能会有运行时错误的问题

建议：cpp-httplib 0.7.15。下载zip安装包，上传到服务器即可

cpp-httplib gitee链接：https://gitee.com/yuanfeng1897/cpp-httplib?_from=gitee_search

v0.7.15版本链接： https://gitee.com/yuanfeng1897/cpp-httplib/tree/v0.7.15

bash 复制代码

# 安装指令
git clone https://gitee.com/yuanfeng1897/cpp-httplib.git

5.4 安装boost库

1. CentOS 7 安装 Boost 库（yum 方式）

先安装 EPEL 扩展源（CentOS 7 官方源的 Boost 版本较全，需依赖 EPEL）：
复制代码
```
sudo yum install -y epel-release
```
安装 Boost 核心库及开发包（包含头文件和编译依赖）：
复制代码
```
sudo yum install -y boost boost-devel
```
注：若需指定版本（如 Boost 1.7x+），yum 源版本可能偏低，需源码编译，但日常开发用 yum 安装的版本已满足基础需求（如字符串切割）。

2. Ubuntu 安装 Boost 库（apt 方式）

更新软件源索引：
复制代码
```
sudo apt update
```
安装 Boost 开发包（包含所有核心模块及头文件）：
复制代码
```
sudo apt install -y libboost-all-dev
```
注：
复制代码
```
libboost-all-dev
```
会安装 Boost 全量模块，若只需特定模块（如仅字符串处理），可替换为 libboost-dev（核心开发包）+ 具体模块（如 libboost-string-dev），但推荐直接装全量包避免依赖缺失。

5.5安装ctemplate

1. CentOS 7 安装 ctemplate（yum 方式）

ctemplate 是轻量级的 C++ 前端渲染库，CentOS 7 需先配置 EPEL 源才能通过 yum 安装：

安装 EPEL 扩展源：
bash 复制代码
```
sudo yum install -y epel-release
```
安装 ctemplate 及开发包（包含头文件和库文件）：
bash 复制代码
```
sudo yum install -y ctemplate ctemplate-devel
```

2. Ubuntu 安装 ctemplate（apt 方式）

Ubuntu 官方源直接提供 ctemplate 包，无需额外配置源：

更新软件源索引：
bash 复制代码
```
sudo apt update
```
安装 ctemplate 开发包（包含头文件和库文件）：
bash 复制代码
```
sudo apt install -y libctemplate-dev
```

5.6 Ace编辑器

cpp 复制代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Ace Editor - C++ 版本</title>
  <style>
    * {
      margin: 0;
      padding: 0;
      box-sizing: border-box;
    }
    body {
      padding: 20px;
      font-family: Arial, sans-serif;
    }
    /* 编辑器容器必须设置宽高+定位 */
    #editor {
      position: relative;
      width: 100%;
      height: 600px;
      border: 1px solid #ddd;
      border-radius: 4px;
      margin-top: 10px;
    }
    .title {
      font-size: 18px;
      font-weight: bold;
      color: #333;
    }
  </style>
</head>
<body>
  <div class="title">C++ 代码编辑器</div>
  <div id="editor">// C++ 示例代码
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

// 主函数
int main() {
    string name = "Ace Editor";
    cout << "Hello, " << name << "!" << endl;
    
    // 循环示例
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << "循环次数: " << i << endl;
    }
    return 0;
}
</div>

<!-- 引入 Ace 核心库 -->
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/ace/1.33.1/ace.js"></script>
<!-- 引入自动补全扩展 -->
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/ace/1.33.1/ext-language_tools.js"></script>

<script>
  // 初始化编辑器
  const editor = ace.edit("editor");

  // 核心配置
  editor.setTheme("ace/theme/monokai"); // 暗黑主题（最常用）
  editor.session.setMode("ace/mode/c_cpp"); // C++ 语法模式
  editor.setOptions({
    fontSize: "14px",          // 字体大小
    tabSize: 4,                // Tab 缩进宽度
    wrap: true,                // 自动换行
    highlightActiveLine: true, // 高亮当前行
    showPrintMargin: false,    // 隐藏打印边距线
    enableBasicAutocompletion: true, // 基础自动补全
    enableLiveAutocompletion: true,  // 实时自动补全
    enableSnippets: true       // 代码片段提示
  });

  // 监听内容变化（可选）
  editor.on("change", () => {
    console.log("C++ 代码已修改：\n", editor.getValue());
  });
</script>
</body>
</html>

【负载均衡oj项目】01. 项目概述及准备工作

目录

1. 项目概述

2. 项目演示

2.1 项目源代码

2.2 测试操作

3. 核心功能及代码框架

4. 所用技术与开发环境

5. 所需组件安装

5.1 gcc升级

1.CentOS 7 升级 GCC（适配 devtoolset 方式）

2. Ubuntu 升级 GCC（适配 apt 仓库方式）

5.2 安装jsoncpp

1. CentOS 7 安装 jsoncpp（仅 yum 方式）

2. Ubuntu 安装 jsoncpp（仅 apt 方式）

5.3 安装cpp-httplib

5.4 安装boost库

1. CentOS 7 安装 Boost 库（yum 方式）

2. Ubuntu 安装 Boost 库（apt 方式）

5.5安装ctemplate

1. CentOS 7 安装 ctemplate（yum 方式）

2. Ubuntu 安装 ctemplate（apt 方式）

5.6 Ace编辑器