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HUSTOJ的Windows版评判内核（限制内存使用）

2024-09-17 15:00:37   217人阅读

 

HUSTOJ的Windows版评判内核（一）

作者：游蓝海

个人主页：http://blog.csdn.net/you_lan_hai

 


2013.4.9 注：最新版本项目地址：https://github.com/NsLib/FreeJudger。新版FreeJudger，跟我之前写的这个已经完全不一样了，之前的这个废除。虽然现在工作忙，但我们会继续开发FreeJudger，直到功能完善，详见：HUSTOJ的Windows版评判内核（二）

 

 

 

        在线评测系统(Online Judge System，OJ)，即在线评判用户所提交的代码是否能够解决相应的题目，常作为高校训练学生编程实践能力的平台已及ACM/ICPC等程序设计竞赛平台。目前，985、211类的实力高校，基本都拥有自己的OJ，而对于实力较弱的高校来说，开发一个OJ是相当困难的一件事。虽然OJ系统可以共享，但是如果作为内部练习和训练，依赖别人的oj，并不是很方便。如今，OJ系统已经非常多了，但是开源的系统却并不多，而且开源的评判内核就更少了，如果评判程序出了问题，还得等别人出更新。这也许是因为开发过程比较辛苦的原因吧。

        HUSTOJ是一个出色的开源的系统，它遵循GPL，不仅功能齐全，而且还有开发团队维护，免去了高校的重复劳动力（详见：http://code.google.com/p/hustoj/）。虽然web可以搭建到任何一款操作系统上，但是HUSTOJ的评判内核却是linux版的，我相信用windows的菜鸟团队会更多，至少我们当年就是这样的，要搭建一个linux环境何其困难呀。

        以前在学校的时候，我是ACM团队的负责人之一，我们没有自己的OJ，训练的时候都会去其他学校的OJ做题。大部分学校OJ的题库偏难，挫败了无数的新手，我目睹几百人的团队，后来流失到30多人，目睹了很多想成为编程高手的计算机系学弟去打游戏了，作为一个团队负责人，我感觉我失职了。虽然有部分学校的OJ题会简单些，但是我们经常会遇到这样的尴尬，重要时刻网站无法登录！

        作为苦逼的无人问津院校的最差专业的想为自己开发团队打造自主oj的你，加入我们吧：群117975329,验证信息CSDN。

        

        好了，废话不多说，无码无真相，windows版HUSTOJ评判内核项目：http://code.google.com/p/online-judger/ ，目前已经完成大部分功能，基本可用，建议用svn工具（推荐TortoiseSVN）下载最新源码。

 

原理说明
        1.数据库管理模块（DBManager）从数据库查询出当前结果为待定和等待重判的提交信息，并组装成内部可识别任务数据（Task），然后将Task转交给评判单元（JudgeCell），等待评判。
        2.评判单元（JudgeCell）管理着一组评判内核（JudgeCore），每个评判内核（JudgeCore）都运行在独立的线程中。评判内核不断的从评判单元中获取任务，如果发现任务就进行一次评判，然后通过回调接口，将评判结果反馈给上层，最终，评判的结果会反馈给DBManager。
        3.DBManager收到结果后，将结果写回数据库。
        4.一个评判内核（JudgeCore）由三个执行部件（Excuter）组成，分别是编译器（Compiler）、执行器(Runner)、匹配器(Matcher)组成，分别负责编译用户代码，执行用户程序并生成输出数据，匹配用户程序的输出数据是否与测试数据匹配。JudgeCore目前只支持c和c++两种语言。


开发工具

        visual studio 2008 

        

解决方案构成
        解决方案共有3个项目，LZData,acm,Judger。
        1.LZData，是我其他项目中读/写配置文件的工具，目前支持LZD和XML两种格式。对XML格式的支持不是很完善，目前只支持赋值类语法，不支持注释、帮助等格式的语法。
        2.acm，简单的封装了一些常用的windows API，如线程、进程、网络通信、文件处理、MySql等。
        3.Judger，是HUSTOJ的评判内核程序。Judger/bin是内核程序的输出目录。

TODO
1.支持评判内核沙箱运行模式。
2.增加对Java代码评判的支持。
3.增加对sim的支持。
4.评判单元多进程化。
5.HUSTOJ IDE测试功能的支持。

 

简易测试环境搭建

1.安装wamp（windows+apache+MySQL+php）集成环境。

2.下载HUSTOJ，将其web目录放置到wamp/www目录下。数据库的配置参考hustoj/install/readme。

3.下载本windows版评判程序，编译后，在judger/bin目录下生成judger.exe。judger.exe可以放置到任意目录，但是配置文件（config.xml）中的<testDataPath>项路径必须与hustoj 测试数据的配置项‘OJ_DATA’保持一致，此路径最好都用绝对路径。

        程序写的不是很好，欢迎各位windows编程砖家以及oj内核砖家留下您宝贵的一砖。其中在编写windows沙箱（job）功能时遇到了几个棘手的问题：

        1.job时间已经到了，程序还未终止，往往要多等待2-5s。

        2.评判含有静态声明的大数组（数组内存超出job的限制内存）代码时，在进程添加到job之后，调用ResumeThread的瞬间，子进程就弹出错误对话框了。如：

 

[cpp] view plain copy
 
  1. #include .....  
  2. char buffer[100*1024*1024];//超出job限制内存。  
  3. int main().....  

 

        因此，程序执行程序没有使用到沙箱功能，而是简单的启动监视线程来监视子进程的执行情况，如果子进程超出限制，则强行结束。

        附上一段沙箱（job）实现代码，望高手指点：

 

[cpp] view plain copy
 
    1. bool ZProcessJob::create(const tstring &  cmd, bool start_/* = true*/)  
    2. {  
    3.     if (NULL != m_hProcess)  
    4.     {  
    5.         OutputMsg(_T("process has been created!"));  
    6.         return false;  
    7.     }  
    8.   
    9.     int64 limitTime = m_limitTime * 10000; //100ns (1s = 10^9ns)  
    10.     int limitMemory = m_limitMemory * 1024; //bytes  
    11.     if (limitMemory < 0)//超出int范围了  
    12.     {  
    13.         limitMemory = 128*1024*1024; //默认128M  
    14.     }  
    15.   
    16.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    17.     //创建作业沙箱（job）  
    18.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    19.       
    20.     tstring jobName;  
    21.     generateGUID(jobName);  
    22.     if(!m_job.create(jobName))  
    23.     {  
    24.         OutputMsg(_T("create job faild!"));  
    25.         return false;  
    26.     }  
    27.   
    28.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    29.     //设置job信息  
    30.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    31.   
    32.     //设置基本限制信息  
    33.     JOBOBJECT_EXTENDED_LIMIT_INFORMATION subProcessLimitRes;  
    34.     ZeroMemory(&subProcessLimitRes, sizeof(subProcessLimitRes));  
    35.   
    36.     JOBOBJECT_BASIC_LIMIT_INFORMATION & basicInfo = subProcessLimitRes.BasicLimitInformation;  
    37.     basicInfo.LimitFlags = JOB_OBJECT_LIMIT_PROCESS_TIME| \  
    38.         JOB_OBJECT_LIMIT_PRIORITY_CLASS| \  
    39.         JOB_OBJECT_LIMIT_PROCESS_MEMORY| \  
    40.         JOB_OBJECT_LIMIT_DIE_ON_UNHANDLED_EXCEPTION;  
    41.     basicInfo.PriorityClass = NORMAL_PRIORITY_CLASS;      //优先级为默认  
    42.     basicInfo.PerProcessUserTimeLimit.QuadPart = limitTime; //子进程执行时间ns(1s=10^9ns)  
    43.     subProcessLimitRes.ProcessMemoryLimit = limitMemory;    //内存限制  
    44.   
    45.     m_job.setInformation(  
    46.         JobObjectExtendedLimitInformation,  
    47.         &subProcessLimitRes,   
    48.         sizeof(subProcessLimitRes));  
    49.   
    50.   
    51.     //让完成端口发出时间限制的消息  
    52.     JOBOBJECT_END_OF_JOB_TIME_INFORMATION timeReport;  
    53.     ZeroMemory(&timeReport, sizeof(timeReport));  
    54.   
    55.     timeReport.EndOfJobTimeAction = JOB_OBJECT_POST_AT_END_OF_JOB;  
    56.   
    57.     m_job.setInformation(  
    58.         JobObjectEndOfJobTimeInformation,   
    59.         &timeReport,  
    60.         sizeof(JOBOBJECT_END_OF_JOB_TIME_INFORMATION));  
    61.   
    62.   
    63.     //UI限制  
    64.     JOBOBJECT_BASIC_UI_RESTRICTIONS subProcessLimitUi;  
    65.     ZeroMemory(&subProcessLimitUi, sizeof(subProcessLimitUi));  
    66.   
    67.     subProcessLimitUi.UIRestrictionsClass = JOB_OBJECT_UILIMIT_NONE| \  
    68.         JOB_OBJECT_UILIMIT_DESKTOP| \  
    69.         JOB_OBJECT_UILIMIT_SYSTEMPARAMETERS| \  
    70.         JOB_OBJECT_UILIMIT_DISPLAYSETTINGS| \  
    71.         JOB_OBJECT_UILIMIT_EXITWINDOWS| \  
    72.         JOB_OBJECT_UILIMIT_GLOBALATOMS| \  
    73.         JOB_OBJECT_UILIMIT_HANDLES| \  
    74.         JOB_OBJECT_UILIMIT_READCLIPBOARD;  
    75.   
    76.     m_job.setInformation(  
    77.         JobObjectBasicUIRestrictions,  
    78.         &subProcessLimitUi,  
    79.         sizeof(subProcessLimitUi));  
    80.   
    81.   
    82.     //将作业关联到完成端口，以确定其运行情况，及退出的原因  
    83.     int id = generateID();  
    84.     m_ioCPHandle = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, id, 0);  
    85.   
    86.     JOBOBJECT_ASSOCIATE_COMPLETION_PORT jobCP;  
    87.     ZeroMemory(&jobCP, sizeof(jobCP));  
    88.   
    89.     jobCP.CompletionKey = (PVOID)id;  
    90.     jobCP.CompletionPort = m_ioCPHandle;  
    91.   
    92.     m_job.setInformation(  
    93.         JobObjectAssociateCompletionPortInformation,  
    94.         &jobCP,  
    95.         sizeof(jobCP));  
    96.   
    97.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    98.     //创建子进程  
    99.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    100.   
    101.     TCHAR cmd_[BUFSIZE];  
    102.     lstrcpy(cmd_, cmd.c_str());  
    103.   
    104.     m_hInput = createInputFile();  
    105.     m_hOutput = createOutputFile();  
    106.   
    107.     /*CreateProcess的第一个参数 
    108.     将标准输出和错误输出定向到我们建立的m_hOutput上 
    109.     将标准输入定向到我们建立的m_hInput上 
    110.     设置子进程接受StdIn以及StdOut的重定向 
    111.     */  
    112.     STARTUPINFO StartupInfo;  
    113.     ZeroMemory(&StartupInfo, sizeof(StartupInfo));  
    114.     StartupInfo.cb = sizeof(STARTUPINFO);  
    115.     StartupInfo.hStdOutput = m_hOutput;  
    116.     StartupInfo.hStdError = m_hOutput;  
    117.     StartupInfo.hStdInput = m_hInput;  
    118.     StartupInfo.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;  
    119.   
    120.     PROCESS_INFORMATION ProcessInfo;  
    121.     ZeroMemory(&ProcessInfo, sizeof(ProcessInfo));  
    122.       
    123.     if(!createProcess(cmd_, TRUE, CREATE_SUSPENDED | CREATE_BREAKAWAY_FROM_JOB,  
    124.         StartupInfo, ProcessInfo))  
    125.     {   
    126.         return false;  
    127.     }  
    128.   
    129.     m_hProcess = ProcessInfo.hProcess;  
    130.     m_hThread = ProcessInfo.hThread;  
    131.   
    132.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    133.     //将子进程与job关联  
    134.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
    135.   
    136.     if (start_)  
    137.     {  
    138.         start();  
    139.     }  
    140.   
    141.     return true;  
    142. }  
    143.   
    144. bool ZProcessJob::start()  
    145. {  
    146.     OutputMsgA("start run.");  
    147.   
    148.     if(!m_job.assinProcess(m_hProcess))  
    149.     {  
    150.         OutputMsg(_T("应用进程到job失败!%d"), GetLastError());  
    151.         return false;  
    152.     }  
    153.   
    154.     //启动子进程  
    155.     ResumeThread(m_hThread);  
    156.       
    157.     //关闭标准输入文件和零时输出文件的句柄  
    158.     SAFE_CLOSE_HANDLE(m_hInput);  
    159.     SAFE_CLOSE_HANDLE(m_hOutput);  
    160.   
    161.     //关闭主进程主线程句柄  
    162.     SAFE_CLOSE_HANDLE(m_hThread);  
    163.   
    164.     //等待进程子进程处理完毕或耗尽资源退出  
    165.   
    166.     DWORD ExecuteResult = -1;  
    167.     unsigned long completeKey;  
    168.     LPOVERLAPPED processInfo;  
    169.     bool done = false;  
    170.     while(!done)  
    171.     {  
    172.         GetQueuedCompletionStatus(  
    173.             m_ioCPHandle,  
    174.             &ExecuteResult,   
    175.             &completeKey,   
    176.             &processInfo,   
    177.             INFINITE);  
    178.   
    179.         switch (ExecuteResult)   
    180.         {  
    181.         case JOB_OBJECT_MSG_NEW_PROCESS:   
    182.             {  
    183.                 OutputMsg(TEXT("New process (Id=%d) in Job"), processInfo);  
    184.             }  
    185.             break;  
    186.   
    187.         case JOB_OBJECT_MSG_END_OF_JOB_TIME:  
    188.             {  
    189.                 OutputMsg(TEXT("Job time limit reached"));  
    190.                 m_exitCode = 1;  
    191.                 done = true;  
    192.             }  
    193.             break;  
    194.   
    195.         case JOB_OBJECT_MSG_END_OF_PROCESS_TIME:   
    196.             {  
    197.                 OutputMsg(TEXT("Job process (Id=%d) time limit reached"), processInfo);  
    198.                 m_exitCode = 1;  
    199.                 done = true;  
    200.             }  
    201.             break;  
    202.   
    203.         case JOB_OBJECT_MSG_PROCESS_MEMORY_LIMIT:   
    204.             {  
    205.                 OutputMsg(TEXT("Process (Id=%d) exceeded memory limit"), processInfo);  
    206.                 m_exitCode = 2;  
    207.                 done = true;  
    208.             }  
    209.             break;  
    210.   
    211.         case JOB_OBJECT_MSG_JOB_MEMORY_LIMIT:   
    212.             {  
    213.                 OutputMsg(TEXT("Process (Id=%d) exceeded job memory limit"), processInfo);  
    214.                 m_exitCode = 2;  
    215.                 done = true;  
    216.             }  
    217.             break;  
    218.   
    219.         case JOB_OBJECT_MSG_ACTIVE_PROCESS_LIMIT:  
    220.             {  
    221.                 OutputMsg(TEXT("Too many active processes in job"));  
    222.             }  
    223.             break;  
    224.   
    225.         case JOB_OBJECT_MSG_ACTIVE_PROCESS_ZERO:  
    226.             {  
    227.                 OutputMsg(TEXT("Job contains no active processes"));  
    228.                 done = true;  
    229.             }  
    230.             break;  
    231.   
    232.         case JOB_OBJECT_MSG_EXIT_PROCESS:   
    233.             {  
    234.                 OutputMsg(TEXT("Process (Id=%d) terminated"), processInfo);  
    235.                 done = true;  
    236.             }  
    237.             break;  
    238.   
    239.         case JOB_OBJECT_MSG_ABNORMAL_EXIT_PROCESS:   
    240.             {  
    241.                 OutputMsg(TEXT("Process (Id=%d) terminated abnormally"), processInfo);  
    242.                 m_exitCode = 3;  
    243.                 done = true;  
    244.             }  
    245.             break;  
    246.   
    247.         default:  
    248.             OutputMsg(TEXT("Unknown notification: %d"), ExecuteResult);  
    249.             m_exitCode = 99;  
    250.             break;  
    251.         }  
    252.     }  
    253.   
    254.     JOBOBJECT_BASIC_AND_IO_ACCOUNTING_INFORMATION jobai;  
    255.     ZeroMemory(&jobai, sizeof(jobai));  
    256.     QueryInformationJobObject(m_job.handle(), JobObjectBasicAndIoAccountingInformation,   
    257.         &jobai, sizeof(jobai), NULL);  
    258.   
    259.     JOBOBJECT_EXTENDED_LIMIT_INFORMATION joeli;  
    260.     ZeroMemory(&joeli, sizeof(joeli));  
    261.     QueryInformationJobObject(m_job.handle(), JobObjectExtendedLimitInformation,   
    262.         &joeli, sizeof(joeli), NULL);  
    263.   
    264.     m_runTime = jobai.BasicInfo.TotalUserTime.LowPart/10000;  
    265.     m_runMemory = joeli.PeakProcessMemoryUsed/1024;  
    266.   
    267.     //关闭进程句柄  
    268.     SAFE_CLOSE_HANDLE(m_hProcess);  
    269.   
    270.     //关闭完成端口  
    271.     SAFE_CLOSE_HANDLE(m_ioCPHandle);  
    272.   
    273.     //为了安全，杀死作业内所有进程  
    274.     while(!m_job.terminate(0))  
    275.     {  
    276.         OutputMsg(_T("停止job失败!%d"), GetLastError());  
    277.         Sleep(1000);  
    278.     }  
    279.     //关闭作业句柄  
    280.     m_job.close();  
    281.   
    282.     OutputMsgA("end run.");  
    283.     return true;  
    284. }  

http://blog.csdn.net/you_lan_hai/article/details/8521603/

HUSTOJ的Windows版评判内核（限制内存使用）


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