左悅 林寧

摘? 要：為了滿足編程題在線評閱對響應(yīng)時間、并發(fā)處理能力的需求，本文結(jié)合Linux操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性好、多任務(wù)和多用戶等特點，提出在Linux操作系統(tǒng)下架設(shè)在線評閱服務(wù)器的方法。本文就在線評閱服務(wù)平臺的技術(shù)進(jìn)行了探討，給出了評閱服務(wù)器的技術(shù)性指標(biāo)、自啟動評閱服務(wù)進(jìn)程的方法、service服務(wù)進(jìn)程對Mysql數(shù)據(jù)庫操作和多進(jìn)程并發(fā)評閱的具體實現(xiàn)方法等，文中提出的技術(shù)使得評閱服務(wù)器具有良好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)并發(fā)處理能力。

關(guān)鍵詞：Linux系統(tǒng);編程題;在線評閱;并發(fā)處理能力

中圖分類號：TP311.1? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）10-0097-03

Abstract：In order to meet the demand of response time and concurrent processing ability for programming online review，combining the advantages of Linux operating system，such as good stability，multi-task and multi-user，this paper proposes to set up on-line review server under Linux operating system. This paper discusses the technology of the online review service platform，and gives the technical index of the evaluation server，the method of self-starting the review service process，the concrete realization of the operation of the Mysql database by the service process and the concurrent evaluation of the multi-process and so on. The technology proposed in this paper makes the evaluation server have good stability and strong concurrent processing ability.

Keywords：Linux system;programming questions;online judging;concurrent processing capability

0? 引? 言

Linux是一個開源的、多任務(wù)、多用戶操作系統(tǒng)，大多數(shù)企業(yè)或個人選擇在Linux操作系統(tǒng)上搭建FTP服務(wù)器、DHCP服務(wù)器和Web網(wǎng)站服務(wù)器等。Linux操作系統(tǒng)被選作服務(wù)器的主要原因有這幾個方面：第一，Linux系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性，安裝在Linux的服務(wù)器可以連續(xù)運行，無須關(guān)閉服務(wù)器;第二，Linux系統(tǒng)可以使大量用戶在同一服務(wù)器上工作而不會出現(xiàn)任何問題;第三，Linux操作系統(tǒng)的代碼是開源的，對于其他操作系統(tǒng)，代碼并非每個人都可以自由使用;第四，Linux服務(wù)器還可以執(zhí)行多任務(wù)，即Linux系統(tǒng)能夠處理同時運行的許多不同程序。

本文所開發(fā)的平臺要求具有實時在線評閱功能，為了提高在線評閱的響應(yīng)速度，要求服務(wù)端具有多用戶、多進(jìn)程并發(fā)處理學(xué)生提交的程序的能力，因此，Linux操作系統(tǒng)非常適合用來搭建在線評閱平臺。

1? 運行環(huán)境的需求

1.1? 服務(wù)端需求

評閱平臺采用B/S和C/S混合模式進(jìn)行開發(fā)。不同于只采用C/S模式的判分系統(tǒng)，程序的運行和評閱由客戶端完成，服務(wù)器端只用來接收數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)中，程序首先由客戶端提交到服務(wù)器端，然后由服務(wù)器端的評閱進(jìn)程調(diào)用不同的函數(shù)和命令對程序運行評閱，服務(wù)器的負(fù)載相對來說比較重。目前硬件的性能已經(jīng)非常好，而且價格相對便宜。服務(wù)器可以根據(jù)實際使用的人數(shù)來選購，既要避免服務(wù)器的負(fù)載相對過重，又要避免資源的浪費。軟件運行環(huán)境：操作系統(tǒng)為CentOS，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP/IP，Web服務(wù)器為apache-tomcat，jdk編譯環(huán)境，數(shù)據(jù)庫為Mysql。

1.2? 客戶端需求

對客戶端的硬件要求不高，硬件上只要網(wǎng)絡(luò)連通，能瀏覽和處理數(shù)據(jù)即可。軟件運行環(huán)境：操作系統(tǒng)為Windows，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP/IP，瀏覽器為Internet Explorer 8.0以上或Mozilla Firefox等。

2? 評閱服務(wù)平臺的技術(shù)性指標(biāo)

評閱服務(wù)端主要考慮硬盤存儲容量、執(zhí)行速度、判分響應(yīng)時間、吞吐量及易維護(hù)性等。

（1）存儲容量：本文所開發(fā)的系統(tǒng)主要對編程題進(jìn)行評閱，不同于其他評閱系統(tǒng)，只有完成后才可進(jìn)行答卷的提交，而且只能提交一次。對于程序題的評閱，為了提高評分的準(zhǔn)確性，應(yīng)允許學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)進(jìn)行多次提交，服務(wù)端應(yīng)將所有的提交程序全部記錄，以便事后查詢。面對大量的數(shù)據(jù)，有限的存儲空間，系統(tǒng)應(yīng)對提交的程序大小進(jìn)行限制。

（2）執(zhí)行速度：作為自動評閱系統(tǒng)，系統(tǒng)對學(xué)生提交的程序應(yīng)實時評閱，結(jié)果出來后立即返回給學(xué)生。

（3）響應(yīng)時間：對提交的程序不能進(jìn)行長時間的評閱，因此，評閱時間應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。

（4）吞吐量：吞吐量是指單位時間內(nèi)評閱系統(tǒng)完成的交易數(shù)量?？荚嚮蚣芯毩?xí)過程中，也是系統(tǒng)用戶登錄最多的時候，系統(tǒng)吞吐量達(dá)到最大，系統(tǒng)應(yīng)滿足最大吞吐量的需求。40FD3F09-BDE3-4BBD-A00E-4B8210CE6395

（5）易維護(hù)性：在練習(xí)或考試過程中，不管是服務(wù)進(jìn)程還是客戶端在出現(xiàn)故障中斷后，都應(yīng)具備考前數(shù)據(jù)恢復(fù)功能，保證考試?yán)^續(xù)進(jìn)行。

3? 評閱服務(wù)進(jìn)程的啟動

有時因斷電或者其他因素的影響，服務(wù)端需要重新啟動，自動評閱進(jìn)程需要自動啟動。在本系統(tǒng)中，評閱服務(wù)程序采用C語言進(jìn)行開發(fā)，經(jīng)過編譯后生成service可執(zhí)行文件，放在/home/run/cserver目錄下。編寫shell script腳本文件runserver.sh，腳本程序主要監(jiān)控service進(jìn)程是否啟動，一旦監(jiān)控到service沒有運行，就會馬上啟動service進(jìn)程;runserver.sh腳本程序如下：

while [ "" = "" ];

do

pid=`ps -ef|grepservice|wc -l`

if [ $pid -gt 1 ]; then

echo "service進(jìn)程正在運行！";

else

/home/run/cserver/service

fi

sleep 1

done

runserver.sh腳本程序一個無限循環(huán)的程序，每隔一秒鐘檢查一次service進(jìn)程是否運行，這樣也避免了因特殊情況service進(jìn)程突然中斷，從而導(dǎo)致評閱服務(wù)停止。Linux服務(wù)器重新啟動后，需自動執(zhí)行runserver.sh腳本程序，可以在Linux系統(tǒng)的/etc/rc.local文件中加入語句sh/home/run/cserver/runserver.sh&實現(xiàn)。

4? 評閱服務(wù)進(jìn)程接Mysql數(shù)據(jù)庫

4.1? Mysql數(shù)據(jù)庫的連接

評閱服務(wù)進(jìn)程在評閱后需要將評閱結(jié)果存入Mysql數(shù)據(jù)中，使用C語言連接Mysql數(shù)據(jù)庫時，常用到一些C API函數(shù)如mysql_init、mysql_real_connect、mysql_close函數(shù)，下面代碼是一個C語言連接本地Mysql數(shù)據(jù)庫的代碼片段：

MYSQL connect;

mysql_init（&myconnect）;

if（mysql_real_connect（&myconnect，"localhost"，"lin"，"123456"，"Erex"，0，NULL，0））

printf（"連接Mysql數(shù)據(jù)庫成功"）;

else

printf（"連接Mysql數(shù)據(jù)庫失?。。躰"）;

其功能是：首先使用Mysql結(jié)構(gòu)定義了結(jié)構(gòu)變量my-connect，接著使用mysql_init（）函數(shù)對myconnect變量初始化，然后使用mysql_real_connect（）函數(shù)連接了本地數(shù)據(jù)庫Erex，連接的信息保存到myconnect結(jié)構(gòu)變量中，最后使用printf（）函數(shù)提示是否連接成功。

4.2? Mysql數(shù)據(jù)操作的實現(xiàn)

評閱服務(wù)進(jìn)程在對Mysql數(shù)據(jù)操作前，先連接數(shù)據(jù)庫，myconnect（）為自定義函數(shù)，連接成功返回1，否則返回0。圖1為service進(jìn)程操作Mysql數(shù)據(jù)庫的流程圖。

由于service進(jìn)程可以并發(fā)評閱學(xué)生提交的程序，service產(chǎn)生的多個子進(jìn)程可能會同時讀寫一個數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，這可能造成數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)錯誤，如：A進(jìn)程讀取了數(shù)據(jù)表table的數(shù)據(jù)，在A進(jìn)程處理數(shù)據(jù)的過程中，至A進(jìn)程寫入數(shù)據(jù)到table之前，是不允許其他進(jìn)程讀寫table中的數(shù)據(jù)的，否則，可能會造成數(shù)據(jù)錯誤。因此，在讀數(shù)據(jù)之前評閱子進(jìn)程需先對數(shù)據(jù)庫中特定的表進(jìn)行鎖定操作，然后再對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行其他操作。如下面的程序片段：

sprintf（cxnr，"lock table t_recordswrite，t_answer-filewrite，t_exam_lib write;"）;

if（mysql_real_query（&con，cxnr，（unsigned int）strlen（cxnr）））

{ printf（"鎖定表t_records，t_answerfile，t_exam_lib失?。。躰"）;}

對t_records，t_answerfilewrite，t_exam_lib三張表鎖定的寫操作，其他進(jìn)程不能再往這三張表輸入數(shù)據(jù)，直到解鎖。

5? 多進(jìn)程并發(fā)評閱的實現(xiàn)

5.1? service守護(hù)進(jìn)程的創(chuàng)建

service守護(hù)進(jìn)程是在后臺運行的特殊進(jìn)程，用于完成在線評閱的任務(wù)，Service進(jìn)程在操作系統(tǒng)啟動后啟動，并一直運行除非系統(tǒng)關(guān)閉。由于守護(hù)進(jìn)程是脫離控制終端的，因此首先創(chuàng)建子進(jìn)程，終止父進(jìn)程，之后所有的工作都在子進(jìn)程中完成。Service進(jìn)程脫離控制終端的關(guān)鍵代碼：

pid_t child1，child2;

child1=fork（）;

if（child1>0） exit（0）;

setsid（）;

chdir（"/home/runspace"）;

umask（0）;

上述程序中，fork（）函數(shù)創(chuàng)建子進(jìn)程并返回值至child1中，exit（0）語句終止了父進(jìn)程的運行，子進(jìn)程調(diào)用setsid（）函數(shù)創(chuàng)建新的會話，chdir（"/"）改變工作目錄到/home/runspace，umask（）用于重設(shè)文件掩碼。

5.2? 多進(jìn)程評閱的實現(xiàn)

service守護(hù)進(jìn)程監(jiān)聽到新的任務(wù)時，調(diào)用fork（）函數(shù)創(chuàng)建新的子進(jìn)程，評閱任務(wù)由子進(jìn)程完成，父進(jìn)程繼續(xù)監(jiān)聽新的任務(wù)。這樣service守護(hù)進(jìn)程僅僅負(fù)責(zé)新任務(wù)的監(jiān)聽，并產(chǎn)生新的子進(jìn)程，評閱的任務(wù)全部交給子進(jìn)程完成，這樣大大提高評閱的并發(fā)處理能力，縮短在線評閱的響應(yīng)時間，提高系統(tǒng)的吞吐量。

6? 結(jié)? 論

本文中闡述的在線評閱設(shè)技術(shù)已應(yīng)用到C語言編程題在線評閱系統(tǒng)上，經(jīng)過實踐證明服務(wù)器具有良好的穩(wěn)定性和較好的并發(fā)處理能力，對其他服務(wù)器的開發(fā)有一定的借鑒意義。

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作者簡介：左悅（1981-），女，漢族，遼寧盤錦人，講師，碩士，研究方向：圖形圖像處理、計算機(jī)應(yīng)用。40FD3F09-BDE3-4BBD-A00E-4B8210CE6395