news 2026/8/25 19:00:38

【负载均衡oj项目】01. 项目概述及准备工作

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张小明

前端开发工程师

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【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

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

  1. 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。
./compile_server8081./compile_server8082./compile_server8083./oj_server


  1. 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。
# 我的虚拟机ip是192.168.233.128192.168.233.128:8080

  1. 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）

  1. 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。

  1. 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：

  1. 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。
  2. log.hpp（日志打印功能）：打印日志功能。
  3. httplib.h（http协议）：http协议的C++版本开源库。

compile_server：

  1. compiler.hpp（编译器）：用户代码编译。
  2. runner.hpp（执行器）：用户代码运行与限制。
  3. 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。
  4. 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。
  5. makefile（make指令）：make编译与清理。

oj_server：MVC

  1. oj_model.hpp：题目数据加载。
  2. oj_view.hpp：http界面渲染。
  3. oj_control.hpp：主机控制、负载均衡、序列化处理、http协议发送与接收。
  4. oj_server.cc：主逻辑运行。
  5. 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）

  1. 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：

    sudoyuminstall-ycentos-release-scl scl-utils-build

  2. 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）：

    # 安装 GCC 9 及 C++ 编译器sudoyuminstall-ydevtoolset-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。

  3. 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：

    sclenabledevtoolset-9bash

    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）。

  4. 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：

      vi~/.bash_profile

    • 在文件末尾添加以下内容（以 GCC 9 为例）：

      # 自动启用 devtoolset-9 版本的 GCCsclenabledevtoolset-9bash

    • 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：

  1. 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：

    sudoaptupdate

  2. 查看可安装的 GCC 版本（可选）

    确认系统支持的高版本 GCC：

    aptsearch gcc|grep"^gcc-[0-9]"

  3. 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）：

    sudoaptinstall-ygcc-9 g++-9

  4. 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：

      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：

      sudoupdate-alternatives--configgccsudoupdate-alternatives--configg++

      按提示输入对应版本的序号即可。

  5. 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）

  1. 先安装 EPEL 扩展源（CentOS 7 官方源无 jsoncpp）：

    sudoyuminstall-yepel-release

  2. 安装 jsoncpp 及开发包（包含头文件和库文件）：

    sudoyuminstall-yjsoncpp jsoncpp-devel

2. Ubuntu 安装 jsoncpp（仅 apt 方式）

  1. 更新软件源索引：

    sudoaptupdate

  2. 安装 jsoncpp 开发包（包含头文件和库文件）：

    sudoaptinstall-ylibjsoncpp-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

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

5.4 安装boost库

1. CentOS 7 安装 Boost 库（yum 方式）

  1. 先安装 EPEL 扩展源（CentOS 7 官方源的 Boost 版本较全，需依赖 EPEL）：

    sudo yum install -y epel-release

  2. 安装 Boost 核心库及开发包（包含头文件和编译依赖）：

    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）

  1. 更新软件源索引：

    sudo apt update

  2. 安装 Boost 开发包（包含所有核心模块及头文件）：

    sudo apt install -y libboost-all-dev

    注：

    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：

  1. 安装 EPEL 扩展源：

    sudoyuminstall-yepel-release

  2. 安装 ctemplate 及开发包（包含头文件和库文件）：

    sudoyuminstall-yctemplate 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：

  1. 更新软件源索引：

    sudoaptupdate

  2. 安装 ctemplate 开发包（包含头文件和库文件）：

    sudoaptinstall-ylibctemplate-dev

5.6 Ace编辑器

<!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><divclass="title">C++代码编辑器</div><div id="editor">// C++ 示例代码#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;// 主函数intmain(){string name="Ace Editor";cout<<"Hello, "<<name<<"!"<<endl;// 循环示例for(inti=0;i<5;i++){cout<<"循环次数: "<<i<<endl;}return0;}</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consteditor=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>
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