基于开放式云平台的开源在线评测系统设计与实现

ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｎｌｉｎｅ ｊｕｄｇｅ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｏｎｌｉｎｅ ｊｕｄｇｅ，Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，Ｏｐｅｎ ｃｌｏｕｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ，Ｏｐｅｎ ｓｏｕｒｃｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ＸＭＬ
１ 在 线 评 测 系 统 的 现 状 与 应 用 难 点
１．２ 系 统 平 台 的 搭 建 困 难 国内外在线评测系 统 普 遍 基 于 Ｌｉｎｕｘ 平 台 进 行 开 发，在
第３９卷 第１１Ａ 期 ２０１２ 年 １１ 月
计算机科学 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．１１Ａ Ｎｏｖ ２０１２
基于开放式云平台的开源在线评测系统设计与实现
张浩斌 （浙 江 传 媒 学 院 新 媒 体 学 院 杭 州 ３１００１８）
摘 要 从应用角度出发，设计并开发了基于开放云平 台 的 开 源 在 线 评 测 系 统 。该 系 统 从 系 统 实 现、系 统 搭 建、平 台 运维及题目的获得等诸多方面解决了大学和科研机构搭建在线评测系统的困难。从理论上论证并用实际代码和实际 系 统 检 验 了 系 统 的 可 行 性 ，开 放 了 全 部 源 代 码 ，为 在 线 评 测 系 统 的 改 进 找 到 了 新 途 径 。 关 键 词 在 线 评 测 系 统 ，分 布 式 系 统 ，开 放 式 云 平 台 ，开 源 软 件 ，ＸＭＬ 中 图 法 分 类 号 ＴＰ３９１．７６ 文 献 标 识 码 Ａ
编译、运行、监控，同 时 又 要 完 成 大 量 Ｗｅｂ 请 求 的 并 发 访 问， 所以对服务器系统的性能要求极高。普通的计算机服务器虽 然 可 以 进 行 小 规 模 的 练 习 ，但 对 于 在 线 人 数 成 百 上 千 的 大 型 比赛就无力应对。 虽 然 可 以 对 Ｗｅｂ 服 务 器、数 据 库 服 务 器、 判题服务器进行分机运行，实现简单的分布式计算，但是对 于 普 通 大 学 和 科 研 机 构，购 买 数 量 繁 多 的 服 务 器 又 是 一 个 经 济 上难以承受的负担。 １．４ 练 习 题 目 获 得 的 困 难
在线评测系统（Ｏｎｌｉｎｅ Ｊｕｄｇｅ，ＯＪ）起源于国际大学生程序 给开发带来便利的 同 时，也 给 系 统 的 使 用 带 来 巨 大 障 碍。 虽
设计竞赛（ＡＣＭ／ＩＣＰＣ），是 一 种 采 用 黑 盒 测 试 原 理 进 行 计 算 然近几年国内的 Ｌｉｎｕｘ社 区 发 展 迅 速，但 是 由 于 盗 版 的 根 深
ｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ，ｄｅｐｌｏｙｉｎｇ，ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ａｃｑｕｉｒｉｎｇ．Ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉ－ ｃａｌｌｙ ａｎｄ ｐｒｏｖｅｄ ｉｔ ｂｙ ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｏｄｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｂｙ ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ａｌｌ ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｄｅ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｎｅｗ ｗａｙ ｔｏ ｉｍ－
类 计 算 机 程 序 设 计 比 赛 和 教 学［２］。
即 使 取 得 了 系 统 程 序 的 源 代 码 ，也 很 难 实 际 部 署 成 功 。
在线评测系统既可 以 指 该 系 统 的 源 码，也 可 以 指 该 系 统 运行的一个实例。从 信 息 系 统 的 角 度 看，由 于 在 线 评 测 系 统 安装、维护上的难度，应当将系统软件整个生命周期中的所 有 软硬件资源和参与的管理员、用户综合起来，认为它们都是 系 统的一部分。从这个 角 度 来 说，目 前 的 在 线 评 测 系 统 仍 然 存 在以下缺点。 １．１ 系 统 程 序 的 获 得 困 难
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｅｎ Ｃｌｏｕｄ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｂａｓｅｄ Ｏｐｅｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｎｌｉｎｅ Ｊｕｄｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ
ＺＨＡＮＧ Ｈａｏｅｗ Ｍｅｄｉａ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｅｄｉａ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）
因为在线评测系统 基 于 黑 盒 测 试 技 术，所 以 测 试 数 据 对
为各种原因而没有得以大范围应用。国内少数高校开发和使 于题目而言就是必不可少的基本要素。目前许多高校的在线
用的系统，虽然对系统源代码进行了开放，但是由于文档不 足 且缺乏技术支持，其源码很难进行二次利用，应用范围也非 常
评测系统对 外 提 供 题 目 查 看 ，但 是 其 测 试 数 据 都 严 格 保 密 。 目 前，在 线 评 测 系 统 使 用 上 的 便 利 性 一 定 程 度 上 是 建 立 在 题
在线评测系统的设计和开发涉及到操作系统进程调度、 Ｗｅｂ界面、数据库 管 理、大 规 模 并 发 访 问 等 诸 多 方 面 的 计 算 机应用技术。该系统开发难度大、要求高，而且设计上一 旦 存 在漏洞将严重危害系统安全；许多学校在自行过开发后，都 因
１．３ 系 统 运 行 与 维 护 的 困 难 在线评测系统因为需要实时对使用者提交的源代码进行
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｃｌｏｕｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｂａｓｅｄ ｏｐｅｎ ｓｏｕｒｃｅ ｏｎｌｉｎｅ ｊｕｄｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａ－
ｂｌｅ ｖｉｅｗ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｓｏｌｖｅｄ ａ ｓｅｔ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｄｅｐｌｏｙｉｎｇ ｏｎｌｉｎｅ ｊｕｄｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ ｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｓｔｉｔｕ－
机程序正确性判断的自动化程序［１］。该系统具有比赛公平 性 蒂固和计算机教育对 Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的全 面 迎 合，国 内 高 校 真
好、评测自动化程度 高、节 约 人 力 成 本 等 优 点，广 泛 应 用 于 各 正能够熟练使用 Ｌｉｎｕｘ操 作 系 统 平 台 的 教 师 和 学 生 并 不 多，