【项目篇1】一个在线OJ系统

目录

一、前言：项目背景

功能1：能够管理题目

功能2：可以展示题目列表

功能3：题目详情页

功能4：可以令用户提交代码，并验证提交的情况

注意事项： 

功能5：反馈运行的结果

 二、项目搭建

三、Java如何进行多进程编程

3.1进程的创建

runntime.exec("父进程的路径")

从子进程当中获取标准输出，并写入目标文件

从子进程当中获取标准错误，并写入目标文件

观察程序运行的结果

3.2进程等待

为什么要了解进程的等待

3.3封装进程工具类(CommAndUtil)

确定方法的参数：String cmd,String stdoutFile,String stderrFile

编写方法内容 

 代码实现

四、项目模块1：实现编译——运行

模块的任务：

编写Question类

编写Answer类

属性1：private int code

属性2：private String reason

属性3：private String stdout

属性4：private String stderr

编写Task类

Task类的一些属性

①文件所在的目录：

②约定用户提交代码的类名： 

③约定用户代码的文件名： 

④存放编译错误信息的文件名 

⑤运行时候的标准输出的文件名 

⑥运行时错误信息的文件名

下面是编译、运行方法的一些步骤： 

第一步：在方法当中使用File类创建一个目录

第二步：需要把Question的code写入到Solution.java当中

第三步：创建javac子进程，调用javac来进行编译

第四步：编译正确，代码开始运行，校验是否出现运行异常

步骤5：没有运行异常，那么就直接返回运行通过

整体Task类代码实现

五、项目模块2：封装读取文件的操作(FileUtil)

封装读取文件的方法

封装写入文件的方法

六、题目管理模块

6.1封装一个数据库连接类

6.2设计题目表

设计统一增删改查封装：BaseDao

为Problem类设置以下的属性：

建表语句如下：

设置ProblemDao的方法（对于Problem的crud封装）：

题目的测试用例(TestCode如何设置)

七、Web模块

7.1题目列表页

请求：GET 路径： /problem

响应：json格式

7.2题目详情页

功能1：展示题目的详细要求

功能2：能够拥有一个编辑框，让用户来编写代码，并且提交代码

八、前端模块

一、前言：项目背景

回顾一下我们常见的OJ平台，例如：leetcode,牛客等等，他们都有哪些功能？

功能1：能够管理题目

例如可以保存题目的信息、保存本题的测试用例。

测试用例就是用来验证用户提交的代码是否都通过。

而leetcode和牛客默认的规则就是：只有测试用例都通过了，才会显示"ac"。

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功能2：可以展示题目列表

例如：当点击"hot 100"的时候，我们可以看到高频100的题目一样。

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功能3：题目详情页

能够展示某个题目的详情和代码编辑框

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功能4：可以令用户提交代码，并验证提交的情况

       当用户点击"提交"的按钮之后，网页就会把当前的代码提交到服务器上面，并且执行代码，给出一些是否通过用例的结果。        

注意事项： 

此处，用户提交的代码，一定是要以"多进程"的方式来完成的。

回顾一下进程的线程的区别？已经在这一篇文章当中提到了：

初识多线程编程_革凡成圣211的博客-CSDN博客多线程，线程创建的方式，run方法https://blog.csdn.net/weixin_56738054/article/details/127971676?spm=1001.2014.3001.5501       其中有一个很重要的区别就是：线程没有进程安全。多进程并发执行的时候，其中一个进程挂了，由于在真实的内存条当中，各个进程是相互隔离的，那么就不会导致其他的进程崩溃。

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       因此，当其中一个用户提交的代码出现异常的时候，为了不影响此时其他用户提交的运行情况，那么就需要使用"多进程"来进行编程。

 因此，下面我们也会介绍一下怎样通过Java实现多进程编程

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功能5：反馈运行的结果

用户可以查看历史的提交记录，以及本次提交的结果（通过了多少用例，有多少没有通过）

本次的情况：

 历史的情况：

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 二、项目搭建

选择JavaEnterprise+Web应用程序即可

 然后需要导入数据库连接的jar包（在pom.xml文件当中)

 

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三、Java如何进行多进程编程

       站在操作系统的角度（例如Linux)提供了很多的和多进程编程有关的接口，例如进程的创建、进程的销毁、进程的等待、进程之间通信等等...

       但是，在Java当中，对于系统提供的这一些操作进行了封装，最终只提供了两个操作：

       1、进程的创建；

       2、进程的等待。

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3.1进程的创建

 由原先的父进程创建出来若干个子进程。一个父进程，可以有多个子进程。

 服务器进程，相当于父进程；它会根据用户发送过来的代码再创建出子进程。

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runntime.exec("父进程的路径")

这一个方法返回的是一个进程对象：Process。传入的参数是父进程的路径，返回的是一个子进程

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //获取到这个类的唯一实例
        Runtime runtime= Runtime.getRuntime();
        //找到javac这一个进程
        //并且返回一个子进程
        Process process=runtime.exec("javac");
    }

当执行 runtime.exec("javac")的时候，相当于在cmd当中输入了一个对应的命令，那就是：javac。

运行上述的代码，可以看到下面的结果：（发现什么输出都没有）

 一个进程在启动的时候，就会自动打开3个文件：

①标准输入，到对应的键盘上面；

②标准输出，对应到显示器上面；

③标准错误，也会对应到显示器上面；

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从子进程当中获取标准输出，并写入目标文件

需要调用process的getInputStream()方法来获取

 public static void main(String[] args) throws IOException {
        //获取到这个类的唯一实例
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        //找到javac这一个进程
        //并且返回一个子进程
        Process process = runtime.exec("javac");
        //获取到标准输出:从这对象当中读，就可以把子进程当中的标准输出给读出来
        InputStream stdoutFrom = process.getInputStream();
        //把读取到的内容写入到目标文件当中：text1.txt
        FileOutputStream stdoutTo = new FileOutputStream("text1.txt");
        while (true) {
            int ch = stdoutFrom.read();
            if (ch == -1) {
                break;
            }
            stdoutTo.write(ch);
        }
        stdoutFrom.close();
        stdoutTo.close();
    }

---

从子进程当中获取标准错误，并写入目标文件

需要带哦用process的getErrorStream()方法来获取流对象来进行读取。

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //获取到这个类的唯一实例
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        //找到javac这一个进程
        //并且返回一个子进程
        Process process = runtime.exec("javac");
        //获取到标准输出:从这对象当中读，就可以把子进程当中的标准输出给读出来
        InputStream stdoutFrom = process.getInputStream();
        //把读取到的内容写入到目标文件当中：text1.txt
        FileOutputStream stdoutTo = new FileOutputStream("text1.txt");
        while (true) {
            int ch = stdoutFrom.read();
            if (ch == -1) {
                break;
            }
            stdoutTo.write(ch);
        }
        stdoutFrom.close();
        stdoutTo.close();
        //获取标准错误，从这个文件当中读取，就可以把子进程当中的标准错误给读取出来
        InputStream errorFrom= process.getErrorStream();
        //把标准错误读取到指定的文件夹
        FileOutputStream errorTo=new FileOutputStream("text2.txt");
        while (true){
            int ch=errorFrom.read();
            if(ch==-1){
                break;
            }
            errorTo.write(ch);
        }
        errorFrom.close();
        errorTo.close();
 
    }

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观察程序运行的结果

上图的内容，就和在cmd当中输入了：javac命令之后的运行结果一样：

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3.2进程等待

需要调用process对象的waitFor()方法来进行等待；

调用这个方法的时候，相当于父进程等待子进程执行完毕才会继续往下走。

waitFor()方法的返回值是一个整形。只有当进程正常退出的时候，才会返回0。

//通过process的waitFor方法来实现进程的等待
//父进程执行到waitFor的时候，会阻塞等待子进程执行完毕，才继续往下走
int exitCode=process.waitFor();

为什么要了解进程的等待

当用户提交了代码之后，需要令这些代码运行起来，运行结束之后，才可以进行后续的判定对错。

       这一个运行用户代码的过程，就相当于是父进程（服务器进程）等待用户代码的运行（子进程）的一个过程。

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3.3封装进程工具类(CommAndUtil)

在这个类当中，定义一个方法：run

确定方法的参数：String cmd,String stdoutFile,String stderrFile

这三个参数分别代表：

cmd：用户点击运行之后输入的命令，也就是javac命令；

stdoutFile：标准输入输出的文件；

stderrFile：运行出错时候输出的文件

---

编写方法内容 

主要实现的功能是：

功能1：获取到标准的输入、输出文件，并且读取内容到指定文件当中；

功能2：获取到进程错误运行文件，并且把错误的内容读取到这个文件当中；

功能3：令主进程（调用run方法的进程）等待子进程执行结束。

---

 代码实现

public static int run(String cmd,String stdoutFile,String stderrFile){
        Runtime runtime=Runtime.getRuntime();
         //创建一个子进程
        Process process= null;
        try {
            process = runtime.exec(cmd);
            //读取输入的文件
            if(stdoutFile!=null){
                //获取到文件的输入流对象:读取文件输入的内容
                InputStream inputStream= process.getInputStream();
                //获取文件的输出流对象：输出到对应的文件
                FileOutputStream stdoutTo=new FileOutputStream(stdoutFile);
                while (true){
                    int ch=inputStream.read();
                    if(ch==-1){
                        break;
                    }
                    stdoutTo.write(ch);
                }
                //关闭流对象
                inputStream.close();
                stdoutTo.close();
            }
            //读取错误信息的文件
            if(stderrFile!=null){
                //记住：这里一定是errorStream
                InputStream inputStream= process.getErrorStream();
                FileOutputStream errFile=new FileOutputStream(stderrFile);
                while (true){
                    int ch= inputStream.read();
                    if(ch==-1){
                        break;
                    }
                    errFile.write(ch);
                }
                //关闭流对象
                inputStream.close();
                errFile.close();
            }
            //等待子进程执行完毕
            return process.waitFor();
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //返回1：表示程序出错。
        return 1;
    }

---

四、项目模块1：实现编译——运行

模块的任务：

输入：用户提交的代码；

输出：程序的编译结果和运行结果。

---

编写Question类

这一个类代表的是用户编写的代码，内部封装了一个code属性；

/**
 * 这个类表示一个输入的内容
 * @author 25043
 */
public class Question {
 
    private String code;
 
    public String getCode() {
        return code;
    }
 
    public void setCode(String code) {
        this.code = code;
    }
}

---

编写Answer类

这一个类代表的是用户提交代码之后运行的结果，内部封装了以下几个属性；

属性1：private int code

错误码：约定 * 0为编译运行都通过; * 1为编译出错; * 2表示运行出错（抛出异常）

---

属性2：private String reason

存放各种异常出现的原因

---

属性3：private String stdout

运行程序得到的标准输出结果；

---

属性4：private String stderr

运行程序得到的标准错误结果

---

 
/**
 * 表示用户提交代码之后的输出结果
 * @author 25043
 */
public class Answer {
 
    /**
     * 错误码：约定
     * 0为编译运行都通过;
     * 1为编译出错;
     * 2表示运行出错（抛出异常）
     */
    private int code;
    /**
     * 存放各种异常出现原因
     */
    private String reason;
    /**
     * 运行程序得到的标准输出的结果
     */
    private String stdout;
    /**
     * 运行程序得到的标准错误的结果
     */
    private String stderr;
 
    public int getCode() {
        return code;
    }
 
    public void setCode(int code) {
        this.code = code;
    }
 
    public String getReason() {
        return reason;
    }
 
    public void setReason(String reason) {
        this.reason = reason;
    }
 
    public String getStdout() {
        return stdout;
    }
 
    public void setStdout(String stdout) {
        this.stdout = stdout;
    }
 
    public String getStderr() {
        return stderr;
    }
 
    public void setStderr(String stderr) {
        this.stderr = stderr;
    }
}

---

编写Task类

       在这一个类当中，需要提供一个创建和运行的方法：compileAndRun。方法的返回值就是Answer对象，为反馈给用户的一个结果，参数就是Question对象，为用户提交的代码。

       在这个方法当中，大致的执行流程就是下面这样的：

Task类的一些属性

需要设置一些文件的属性：例如：

①文件所在的目录：

 每一个用户过来一下，都会创建一个新的目录 :./tmp/ +UUID.randomUUID

这样避免了不同的用户之间的相互干扰。

---

②约定用户提交代码的类名： 

③约定用户代码的文件名： 

④存放编译错误信息的文件名 

⑤运行时候的标准输出的文件名 

⑥运行时错误信息的文件名

public class Task {
        /**
         * 工作目录
         */
        private static String WORK_DIR ;
        /**
         * 类文件
         */
        private static String CLASS;
        /**
         * 代码
         */
        private static String CODE=null;
        /**
         * 编译异常存放路径
         */
        private static String COMPILE_ERROR=null;
        /**
         * 正常输出的路径
         */
        private static String STDOUT=null;
        /**
         * 异常输出的路径
         */
        private static String STDERR=null;
}

---

下面是编译、运行方法的一些步骤： 

第一步：在方法当中使用File类创建一个目录

                //准备好用来存放临时文件的目录
 
                File workDir=new File(WORD_DIR);
                if(!workDir.exists()){
                        //创建多级目录
                        workDir.mkdirs();
                }

第二步：需要把Question的code写入到Solution.java当中

需要提供一个Solution.java这一个类，来存放用户的代码。(FileUtil参考项目模块2)

//第二步：需要把question的code写入到一个Solution.java文件当中，才可以进行编译
                FileUtil.write(CODE,question.getCode());

---

第三步：创建javac子进程，调用javac来进行编译

首先需要构建格式化的字符串编译命令，并且指定文件的位置。

然后使用CommandUtil.run()方法，并且传入的参数是：

compiled：作为编译的命令；

stdoutFile：正常编译时候的输出；由于编译时期只关注编译是否出错，因此这个参数传入null；

strderrFile：编译异常时候的输出文件路径。

// 第三步:创建子进程,调用javac进行编译，并且指定路径
                
//先构造编译命令:-d ：指定放置的生成类文件的位置
 
/*
 * javac -encoding +字符集编码：指定源文件使用的字符编码
 * 此处要改成：gbk，因为windows系统默认是gbk编码
 * 先构造编译命令:-d ：指定放置的生成类文件的位置
*/
                 
 String compileCmd=String.format("javac -encoding gbk %s -d %s ",CODE,WORD_DIR);
 
//编译这一个文件，看看是否出现错误
CommandUtil.run(compileCmd,null,COMPILE_ERROR);

       并且，在接下来的步骤当中，需要查看是否出现编译出错的情况，如果出现了编译错误，那么直接返回ERROR。

//编译这一个文件，看看是否出现错误
                CommandUtil.run(compileCmd,null,COMPILE_ERROR);
                //如果编译出错，javac就会把错误写入到stderr当中,用一个专门的文件来保存：compileError.tx
                String compileError=FileUtil.readFile(COMPILE_ERROR);
                //编译出错的情况
                if(!"".equals(compileError)){
                       //首先需要设置错误信息：直接返回ERROR
                        answer.setCode(1);
                        answer.setReason(compileError);
                        return answer;
                }

---

第四步：编译正确，代码开始运行，校验是否出现运行异常

但是，在这一个阶段，可能会出现用户输入代码产生死循环的情况，因此，还需要考虑死循环的情况（使用线程等待join机制）

                long start=System.currentTimeMillis();
                Thread thread=new Thread(() -> CommandUtil.run(runCmd,STDOUT,STDERR));
                thread.start();
                try {
                        thread.join(problem.getSeconds());
                } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                }
                long end=System.currentTimeMillis();
                //说明超时了
                if(end-start>=problem.getSeconds()){
                     answer.setCode(4);
                     answer.setReason("您的代码提交超时");
                     return answer;
                }
                //检验是否运行出错
                String runError=FileUtil.readFile(STDERR);
                //运行出错的情况
                if(!"".equals(runError)){
                        System.out.println("运行异常");
                        answer.setCode(2);
                        answer.setReason(runError);
                        return answer;
                }

步骤5：没有运行异常，那么就直接返回运行通过

最后，运行完毕之后，删除这个目录

 //正常运行
                answer.setCode(0);
                answer.setStdout(FileUtil.readFile(STDOUT));
return answer;

---

整体Task类代码实现

/**
 * @author 25043
 */
public class Task {
        /**
         * 工作目录
         */
        private static String WORK_DIR ;
        /**
         * 类文件
         */
        private static String CLASS;
        /**
         * 代码
         */
        private static String CODE=null;
        /**
         * 编译异常存放路径
         */
        private static String COMPILE_ERROR=null;
        /**
         * 正常输出的路径
         */
        private static String STDOUT=null;
        /**
         * 异常输出的路径
         */
        private static String STDERR=null;
        public Task(){
                //是每次文件夹名字不同
                WORK_DIR="E:/OJSystem/tmp/"+ UUID.randomUUID() +"/";
                CODE=WORK_DIR+"Solution.java";
                CLASS="Solution";
                COMPILE_ERROR=WORK_DIR+"compileError.txt";
                STDOUT=WORK_DIR+"stdout.txt";
                STDERR=WORK_DIR+"stderr.txt";
        }
        /**
         * 提供的核心方法就是 compileAndRun:含义就是编译和运行
         * 要编译运行的java代码@param question
         * 编译运行的结果@return
         */
        public Answer compileAndRun(Question question, Problem problem){
                Answer answer=new Answer();
                //准备好用来存放临时文件的目录
                File workDir=new File(WORK_DIR);
                System.out.println("绝对的路径是:"+workDir.getAbsolutePath());
                if(!workDir.exists()){
                        //创建多级目录
                        workDir.mkdirs();
                }
                //第二步：需要把question的code写入到一个Solution.java文件当中，才可以进行编译
                FileUtil.write(CODE,question.getCode());
                // 第三步:创建子进程,调用javac进行编译，并且指定路径
                /*
                 * javac -encoding +字符集编码：指定源文件使用的字符编码
                 * 此处要改成：gbk，因为windows系统默认是gbk编码
                 * 先构造编译命令:-d ：指定放置的生成类文件的位置
                 */
                String compileCmd=String.format("javac -encoding gbk %s -d %s ",CODE, WORK_DIR);
                System.out.println("编译命令:"+compileCmd);
                //编译这一个文件，看看是否出现错误
                CommandUtil.run(compileCmd,null,COMPILE_ERROR);
                //如果编译出错，javac就会把错误写入到stderr当中,用一个专门的文件来保存：compileError.txt
                String compileError=FileUtil.readFile(COMPILE_ERROR);
                System.out.println(compileError+"...");
                //编译出错的情况
                if(!"".equals(compileError)){
                       //首先需要设置错误信息：直接返回ERROR
                        System.out.println("编译出错");
                        answer.setCode(1);
                        answer.setReason(compileError);
                        return answer;
                }
                //编译没有出错，得到.class文件，继续往下执行
                //第四步:调用java命令并且执行代码
                //运行程序的时候，也会把java子进程的标准输入和标准输出获取到:stdout.txt,stderr.txt
                String runCmd=String.format("java -classpath %s %s", WORK_DIR,CLASS);
 
                long start=System.currentTimeMillis();
                Thread thread=new Thread(() -> CommandUtil.run(runCmd,STDOUT,STDERR));
                thread.start();
                try {
                        thread.join(problem.getSeconds());
                } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                }
                long end=System.currentTimeMillis();
                //说明超时了
                if(end-start>=problem.getSeconds()){
                     answer.setCode(4);
                     answer.setReason("您的代码提交超时");
                     return answer;
                }
                //检验是否运行出错（运行异常）
                String runError=FileUtil.readFile(STDERR);
                //运行出错的情况
                if(!"".equals(runError)){
                        System.out.println("运行异常");
                        answer.setCode(2);
                        answer.setReason(runError);
                        return answer;
                }
                //正常运行
                answer.setCode(0);
                answer.setStdout(FileUtil.readFile(STDOUT));
                return answer;
        }
 
        public static void main(String[] args) {
                Task task=new Task();
                Question question=new Question();
                question.setCode("class Solution { public int[] twoSum(int[] nums, int target) { /*你好*/int[] a={0,1};return a;}public static void main(String[] args){\n" +
                        "        Solution slo=new Solution();\n" +
                        "        //\n" +
                        "        int[] result1=slo.twoSum(new int[]{2,7,11,15},9);\n" +
                        "        if(result1.length==2&&result1[0]==0&&result1[1]==1){\n" +
                        "            System.out.println(\"Test OK\");\n" +
                        "        }else{\n" +
                        "            System.out.println(\"Test Error\");\n" +
                        "        }\n" +
                        "        //\n" +
                        "        int[] result2=slo.twoSum(new int[]{3,2,4},6);\n" +
                        "        if(result2.length==2&&result2[0]==1&&result2[1]==2){\n" +
                        "            System.out.println(\"Test OK\");\n" +
                        "        }else{\n" +
                        "            System.out.println(\"Test Error\");\n" +
                        "        }\n" +
                        "\n" +
                        "    }\n" +
                        "}");
                Problem problem=new Problem();
                problem.setSeconds(4000);
                Answer answer=task.compileAndRun(question, problem);
                System.out.println("测试类当中的Code:"+question.getCode());
                System.out.println(answer.getCode());
                System.out.println(answer.getStderr());
                System.out.println(answer.getStdout());
        }
}

---

五、项目模块2：封装读取文件的操作(FileUtil)

封装读取文件的方法

给定一个指定的文件路径，返回文件的所有内容。

public static String readFile(String filePath){
         //负责把filePath对应的文件内容读取出来，放到返回值当中
         StringBuilder buffer=new StringBuilder();
         try (FileReader fileReader=new FileReader(filePath)){
             while (true){
                 int ch= fileReader.read();
                 if(ch==-1){
                     break;
                 }
                 buffer.append((char)ch);
             }
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         return buffer.toString();
     }

---

封装写入文件的方法

往指定的filePath当中写入内容：

public static void write(String filePath,String content){
         //获取到文件的路径
         try (FileWriter fileWriter=new FileWriter(filePath)){
                 //写入到指定的内容当中
                 fileWriter.write(content);
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

---

六、题目管理模块

6.1封装一个数据库连接类

/**
 * 数据库连接的工具类
 * @author 25043
 */
public class DataBaseUtil {
 
    /**
     * 配置数据库连接的URL
     */
    private static final String URL="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/MyOJSystem?characterEncoding=utf8&useSSL=false";
 
    /**
     * 用户名
     */
    private static final String USERNAME="root";
 
    /**
     * 密码
     */
    private static final String PASSWORD="20021111aA#";
 
    private volatile static MysqlDataSource dataSource=null;
 
    public static DataSource getDataSource(){
        if(dataSource==null){
            synchronized (DataBaseUtil.class){
                if(dataSource==null){
                    dataSource=new MysqlDataSource();
                    dataSource.setURL(URL);
                    dataSource.setPassword(PASSWORD);
                    dataSource.setUser(USERNAME);
                }
            }
        }
        return dataSource;
    }
 
    public static Connection getConnection() throws SQLException {
        return getDataSource().getConnection();
    }
 
    public static void close(PreparedStatement preparedStatement, Connection connection, ResultSet resultSet){
        if(resultSet!=null){
            try {
                resultSet.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if(preparedStatement!=null){
            try {
                preparedStatement.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if(connection!=null){
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 
}

---

6.2设计题目表

设计统一增删改查封装：BaseDao

 
/**
 * 对于增删改查方法的统一封装
 *
 * @author 25043
 */
public class BaseDao {
    /**
     * 查询集合
     * sql语句@param sql
     * 传入的二进制字节码@param clazz
     * 参数数组@param args
     * 泛型@param <T>
     * 集合@return
     */
    public <T> ArrayList<T> queryList(String sql, Class<T> clazz, Object... args) {
        //创建泛型集合
        ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
        ResultSet resultSet = getResultSet(sql, args);
        try {
            //获取结果集的信息
            //1、assert <boolean表达式> 如果<boolean表达式>为true，则程序继续执行。 如果为false，则程序抛出AssertionError，并终止执行。
            assert resultSet != null;
            ResultSetMetaData resultSetMetaData = resultSet.getMetaData();
            //获取列数
            int colum = resultSetMetaData.getColumnCount();
            //遍历结果集
            while (resultSet.next()) {
                //通过字节码.getDeclaredConstructor()来获取构造器，并且通过newInstance()方法获取到一个对象
                T t = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
                //为当前的对象属性赋值
                workForField(colum, t, resultSetMetaData, clazz, resultSet);
                //赋值完成之后添加到对应的集合当中
                list.add(t);
            }
            return list;
        } catch (SQLException | NoSuchMethodException | InvocationTargetException | InstantiationException | IllegalAccessException | NoSuchFieldException | AssertionError e) {
            e.printStackTrace();
 
            //像上级抛出自定义的异常
            throw new DaoException("executeUpdate方法预编译sql语句异常", e);
        } finally {
            DataBaseUtil.close(null,null,resultSet);
        }
    }
 
    /**
     * 为属性赋值
     * 列数@param colum
     * 被赋值的对象@param t
     * 获取结果集信息的类@param resultSetMetaData
     * 被赋值对象的二进制字节码对象@param clazz
     * 结果集@param resultSet
     * 泛型集合@param <T>
     * 异常@throws SQLException
     * SQL异常@throws NoSuchFieldException
     * 反射异常@throws IllegalAccessException
     */
    private <T> void workForField(int colum, T t, ResultSetMetaData resultSetMetaData, Class<T> clazz, ResultSet resultSet) throws SQLException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
 
 
        for (int i = 0; i < colum; i++) {
            //获取列名称
            String columName = resultSetMetaData.getColumnLabel(i + 1);
            //获取列的属性columnValue值为列名，数据库的列名称，columnValue为数据库表中的数据
            Object columnValue = resultSet.getObject(columName);
            //如果没有此属性，会报异常：noSuchFieldException
            Field field = clazz.getDeclaredField(columName);
            //无视属性修饰符
            field.setAccessible(true);
            //设置属性值,t代表对应的对象,columValue代表对应的值
            field.set(t, columnValue);
        }
    }
 
    /**
     * 查询单个对象
     * 查询的sql语句@param sql
     * 类的二进制字节码文件@param clazz
     * 数组@param args
     * 泛型@param <T>
     * 被查询的对象@return
     */
    public <T> T queryObject(String sql, Class<T> clazz, Object... args) {
        ResultSet resultSet = getResultSet(sql, args);
        //创建泛型集合
        try {
            //获取结果集的信息
            assert resultSet != null;
            ResultSetMetaData resultSetMetaData = resultSet.getMetaData();
            //获取列数
            int colum = resultSetMetaData.getColumnCount();
            //遍历结果集
            T t = null;
            while (resultSet.next()) {
                t = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
                workForField(colum, t, resultSetMetaData, clazz, resultSet);
            }
            return t;
        } catch (SQLException | NoSuchMethodException | InvocationTargetException | InstantiationException | IllegalAccessException | NoSuchFieldException | AssertionError e) {
            e.printStackTrace();
 
            throw new DaoException("Dao层发生了sql语句异常", e);
        } finally {
            DataBaseUtil.close(null,null,resultSet);
        }
    }
 
    /**
     * 封装增删改的方法
     * sql语句@param sql
     * 可变参数数组@param args
     * 执行的行数@return
     */
    public int update(String sql, Object... args) {
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        Connection connection = DataBaseUtil.getConnection();
        System.out.println(connection);
        try {
            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            int i = 1;
            if (args.length > 0) {
                for (Object object : args) {
                    preparedStatement.setObject(i, object);
                    i++;
                }
            }
            return preparedStatement.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
 
            throw new DaoException("Dao层发生了sql语句异常", e);
        } finally {
            DataBaseUtil.close(preparedStatement,connection,null);
        }
    }
 
    /**
     * 获取结果集
     * sql语句@param sql
     * 参数数组@param args
     * 结果集@return
     */
    private ResultSet getResultSet(String sql, Object... args) {
        Connection connection;
        PreparedStatement preparedStatement;
        try {
            int i = 1;
            connection = DataBaseUtil.getConnection();
            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            //遍历数组
            if (args.length > 0) {
                for (Object object : args) {
                    preparedStatement.setObject(i, object);
                    i++;
                }
            }
            return preparedStatement.executeQuery();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
 
            throw new DaoException("Dao层发生了sql语句异常", e);
        }
    }
}

---

为Problem类设置以下的属性：

/**
 * @author 25043
 */
public class Problem {
 
    /**
     * 题目的主键ID
     */
    private int id;
 
 
    private String tittle;
    /**
     * 题目的难度
     */
    private String level;
 
    /**
     * 题目的描述
     */
    private String description;
 
    /**
     * 模板代码,也就是题干
     */
    private String templateCode;
 
    /**
     * 测试用例代码
     */
    private String testCode;
 
    public int getId() {
        return id;
    }
 
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
 
    public String getTittle() {
        return tittle;
    }
 
    public void setTittle(String tittle) {
        this.tittle = tittle;
    }
 
    public String getLevel() {
        return level;
    }
 
    public void setLevel(String level) {
        this.level = level;
    }
 
    public String getDescription() {
        return description;
    }
 
    public void setDescription(String description) {
        this.description = description;
    }
 
    public String getTemplateCode() {
        return templateCode;
    }
 
    public void setTemplateCode(String templateCode) {
        this.templateCode = templateCode;
    }
 
    public String getTestCode() {
        return testCode;
    }
 
    public void setTestCode(String testCode) {
        this.testCode = testCode;
    }
}

建表语句如下：

create table oj_table(
    id int primary key auto_increment,
    title varchar(50),
    level varchar(50),
    description varchar(4096),
    templateCode varchar(4096),
    testCode varchar(4096)
);

设置ProblemDao的方法（对于Problem的crud封装）：

/**
 * 封装了对于problem的增删改查方法
 * @author 25043
 */
public class ProblemDao extends BaseDao{
 
 
    public int insert(Problem problem){
        String sql="insert into oj_table values(null,?,?,?,?,?)";
        return this.update(sql,problem.getTittle(),
                problem.getLevel(),
                problem.getDescription(),
                problem.getTemplateCode(),
                problem.getTestCode());
    }
 
    public int delete(int id){
         String sql="delete from oj_table where id=?";
         return this.update(sql,id);
    }
 
    public List<Problem> selectAll(){
        String sql="select id,tittle,level from oj_table";
        return this.queryList(sql,Problem.class);
    }
 
    public Problem selectOne(int problemId){
        String sql="select*from oj_table where id=?";
        return this.queryObject(sql,Problem.class,problemId);
    }
 
}

---

题目的测试用例(TestCode如何设置)

       测试用例代码就是一个mian方法，然后需要在这个方法内部创建Solution实例，并且通过这个实例调用核心方法(例如leetCode02的两数之和)

       在调用核心方法的时候，传入不同的参数，并且针对返回的结果进行判定。

       如果返回结果符合预期，那么显示TestOK，如果不符合，那么就显示"Test failed"

       并且打印出错的详情。

---

       因此，设计的大致思路就是：

       服务器当中会收到用户提交的Solution代码，然后再从数据库当中查询到测试用例代码，二者进行一个拼接。那么此时Solution类就会有main方法了，就可以单独进行编译和运行了。

       代码实现：        

       完成拼接之后，直接编译运行拼接之后的代码。

       所以，在设置数据库的测试用例字段的时候，只需要把右侧的main方法以String的格式存入到problem的测试用例当中。

---

七、Web模块

7.1题目列表页

这一个页面负责展示所有题目的列表。类似于leetCode上面点击了"题库"之后看到的内容。

请求：GET 路径： /problem

@WebServlet("/problem")
public class ProblemServlet extends HttpServlet {
 
    private ObjectMapper objectMapper=new ObjectMapper();
 
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        ProblemDao problemDao=new ProblemDao();
 
        String idString=req.getParameter("id");
        //尝试获取id参数，如果不能获取到，说明是查询题目列表
        if(idString==null||"".equals(idString)){
            List<Problem> problems=problemDao.selectAll();
            String respString =objectMapper.writeValueAsString(problems);
            resp.setCharacterEncoding("utf8");
            resp.getWriter().write(respString);
        }else{
            //如果能获取到，说明是查询题目详情
            Problem problem=problemDao.selectOne(Integer.parseInt(idString));
            String respString=objectMapper.writeValueAsString(problem);
            resp.getWriter().write(respString);
        }
    }
}

---

响应：json格式

[
  {
    id :1,
    tittle : "两数之和",
    level : "简单"
  },
  {
     id : 2,
     tittle : "两数相加",
     level : "中等",
  }
]

---

7.2题目详情页

功能1：展示题目的详细要求

 请求：GET /problem?id=...

 代码同上，但是要注意传递的参数为1.

---

响应：

{
   id :1,
   tittle : "两数之和",
   level : "简单",
   description : "题目的详细要求，包括题干，输入输出信息等等...",
   templateCode : "模板代码", 
}

---

功能2：能够拥有一个编辑框，让用户来编写代码，并且提交代码

请求：POST 路径：/compile

提交的数据：（服务器端需要新建一个内部类来接受请求的json数据）

{
   id :1,
   code :"编辑框当中的代码...(也就是用户输入的代码)"
}

          用户提交的代码就是一个核心代码，但是如果想要编译+运行，还是需要令用户提交的代码+main方法(也就是测试用例代码)，才可以进行编译+运行。

 关于第二步：图解一下 

readBody方法内部就是读取contentLength的长度

---

关于第三步：图解一下

       由于用户提交的是一个大括号+核心代码块的样式的。

       因此，为了把main方法嵌套到用户提交的solution内部，应当考虑：寻找到最后一个"}"所在的位置，然后在这个位置之前拼接测试用例的main方法，再拼接上这个"}"。返回一个finalCode

---

关于第四步：

需要构建一个Question类来进行设置code。并且调用Task类来编译Question类的code。

---

响应：json格式

服务器端需要一个内部类来表示响应的json数据

{
  error : 0,
  reason : "出错的原因",
  stdout : "测试用例的输出情况，包含了通过几个用例这样"  
}

同时，也需要考虑：用户输入的代码是否恶意等等的情况。 

功能2整体servlet代码实现

@WebServlet("/compile")
public class CompileServlet extends HttpServlet {
 
    /**
     * 用于表示接受请求
     */
    static class CompileAndRequest{
        public int id;
        public String code;
    }
    /**
     * 用于表示响应
     */
    static class CompileAndResponse{
        public int error;
        public String reason;
        public String stdout;
    }
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        CompileAndResponse compileAndResponse=new CompileAndResponse();
        req.setCharacterEncoding("utf8");
        resp.setContentType("application/json;charset=utf8");
        //先读取正文，并且按照json的格式进行解析
        String body=readBody(req);
        ObjectMapper mapper=new ObjectMapper();
        //解析json对象
        //body是一个json格式的字符串
        CompileAndRequest compileAndRequest=mapper.readValue(body,CompileAndRequest.class);
        //根据id从数据库当中查找到题目的详情==>得到测试用例代码
        ProblemDao problemDao=new ProblemDao();
 
        //根据id查询problem，并且道道测试用例代码
        Problem problem= problemDao.selectOne(compileAndRequest.id);
        try {
                if(problem==null) {
                    throw new ProblemNotFoundException();
                }
                //测试用例代码
                String testCode=problem.getTestCode();
                //用户提交代码
                String requestCode=compileAndRequest.code;
                //二者进行一个拼接，变成可编译的代码
                String finalCode=mergeCode(testCode,requestCode);
                if(finalCode==null){
                    throw new CodeInValidException();
                }
                //把用户提交的代码和测试用例代码，拼接成一个完整的携带main方法的代码，可以进行编译+运行
                System.out.println("Servlet的Code"+finalCode);
                //创建Task实例，调用里面的compileAndRun来进行编译运行’
                Task task=new Task();
                Question question=new Question();
                question.setCode(finalCode);
                Answer answer=task.compileAndRun(question);
                //根据Task运行的结果，包装成一个HTTP响应
                compileAndResponse.error=answer.getCode();
                compileAndResponse.reason=answer.getReason();
                compileAndResponse.stdout=answer.getStdout();
        }catch (ProblemNotFoundException e){
            compileAndResponse.error=3;
            compileAndResponse.reason="题目没有找到 id="+compileAndRequest.id;
        }catch (CodeInValidException e){
            compileAndResponse.error=3;
            compileAndResponse.reason="提交的代码不符合要求";
        }finally {
            String respString=mapper.writeValueAsString(compileAndResponse);
            resp.getWriter().write(respString);
        }
    }
 
    private static String mergeCode(String testCode, String requestCode) {
        //拼接思路：把testCode给放到solution的最后一个大括号的前面即可
        //查找requestCode的最后一个}
        int pos=requestCode.lastIndexOf("}");
        System.out.println(pos);
        if(pos==-1){
            //说明提交的代码完全没有}，显然是非法的代码
            return null;
        }
        //截取到最后一个大括号之前的字符串
        String subStr=requestCode.substring(0,pos);
        //拼接
        return subStr + testCode + "\n" + "}";
    }
 
    private static String readBody(HttpServletRequest req) throws UnsupportedEncodingException {
         //第一步：获取到请求头的contentLength字段长度(单位：字节)
         int contentLength=req.getContentLength();
         //第二步：按照这个长度准备一个byte数组
         byte[] buffer=new byte[contentLength];
 
        try (InputStream inputStream=req.getInputStream()){
            //基于这个流对象进行读取
            inputStream.read(buffer);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //指定字符编码
        return new String(buffer,"utf8");
    }
}

---

八、前端模块

对于这一模块，不会展开详细的介绍；大致就是一个题目列表页+一个代码详情编辑页。

具体的代码可以参考项目源码的webapps目录下面的各个目录。（前端页面我COPY来的）

https://gitee.com/wangjiaxin20021111/OJSystem/tree/master/https://gitee.com/wangjiaxin20021111/OJSystem/tree/master/

      项目测试文档在ProjecTest文件夹下面

题目列表页：

 题目详情+编辑页：