Beyond the Void

1.缘起

先驱——COGS

早在2008年，我自学PHP后开发了COGS，并成功用于学校内部的OJ，ruvtex。也曾经对外开放过，但是由于学校网络不稳定，后来一直连不上了。我还把COGS推荐给了OOJ，只是直到现在都过于冷清。随着COGS功能不断完善，体系越来越庞大，Bug也非常多。限于当时水平，架构非常混乱，以至于到无法继续维护的地步，于是我遗憾的宣布了COGS的死亡。随后我又萌生了一个重新设计的念头，只是高二时期忙于NOI和文化课的学习，这一计划就一直被搁置到NOI2009结束。

知识准备

NOI2009结束以后，我终于有了时间，可以进行我新的OJ的开发了。之前的COGS不敢开源，因为写的太烂，开源的话肯定会黑得万劫不复。不过新的OJ不同，为了提高对自己要求，我决定对其开源。

我在暑假时期阅读了有关PHP高级开发、MVC架构、Javascript、CSS、Linux系统编程等大量书籍。受到经典的架构Zend Framework的启发，起初决定用它开发，但是学习不久就发现Zend Framework过于庞大，学习难度太大，并且难以找到比较好的资料。在Zend Framework的官方网站上阅读纯英文的文档实在太费力了，而且效果不好，始终没有弄明白其本质。开源界有一个箴言，叫做“不要重新发明轮子”。什么意思呢？就是说很多开发人员总是在做一些前人已经做过，而且做得很好的工作。比如libxml2已经是一个非常优秀的C语言XML库了，你再自己写一个XML解析库，就是在浪费时间，尽管也许你做的不错，但也最多算的上是“重新发明了轮子”。起初我非常笃信这句“箴言”，拼死也要学Zend Framework，做了大量的无用功。但后来细细一想，我们最初学算法、数据结构的时候，不是都是要自己实现每一个细节吗？尽管库函数可能已经做得很好了，如qsort，平衡树。而我现在也是MVC架构的初学者，在对其理解不是很深刻的情况下，直接学习某个库、某个架构，是非常不明智的行为。因此我决定要“发明轮子”——自己开发一个合适的架构，就叫——BYVoid Framework Library（BFL）。

恰好当时父亲的公司准备建一个产品介绍性网站，为节约成本就把开发的任务交给了我。我想这是一个难得的练手的机会，决定用我的BFL开发。果然在开发的时候遇到了前所未有的问题，但是都一个个迎刃而解了，而且获得了不少经验，其中包括Apache2 .htaccess的设置。两个星期以后，公司的网站制作完成，我的”MVC架构轻量级内容管理系统”也发布了。

2.Vakuum诞生之初与架构设计

命名

2009年9月，我正式开始开发新的OJ。在开发先我想先起个名字——就像“没有名字的船不会带来好运”。起初准备叫vacuum，英语意思是“真空”，算是Beyond the Void的衍生。但是我不幸地发现这个名字已经在sourceforge上被占用了，后来决定改名为vakuum，即vacuum的德语拼写方法。

基础结构

Vakuum作为一个OJ，我把它剖分为了三个部分，vakuum-web，vakuum-judge和judger。vakuum-web是一个网站，用于和用户交互，处理各种请求，它是一个PHP网站，应该能够跨平台。vakuum-judge则是评测机终端，用于接收来自vakuum-web的评测任务，评测以后返回结果。而judger是评测的核心，其中包含编译器compiler、执行器executor和检查器checker三部分，分别用于编译用户程序、执行用户程序和比对用户输出与测试数据。简而言之，vakuum-web是一个用户与核心的中介，而vakuum-judge则是judger的通信接口。我的目标是网站和评测分离，并允许多评测机协同工作，因此vakuum-web和vakuum-judge之间少不了通信。

通信设计

参考很多成熟OJ的结构，发现几乎都是把vakuum-judge模块实现为一个常驻进程daemon，不断检查数据库是否有新的任务出现，对其评测，但后写回数据库。多数设计都没有分离vakuum-web和judger，即限定了只能有一个评测机，少数可以实现分离，但是实际上是多写了一个通信程序。我的想法是vakuum-judge也用PHP实现，这样就避免了自己写一个socket通信程序，而且不需要额外获得底层权限以常驻进程。这样只需要接收来自vakuum-web的HTTP请求，对其处理，然后将结果写回。可是这样的一个同步传输方案有很大的问题，即vakuum-web发送请求以后需要长时间被阻塞在通信上，等待vakuum-judge评测的结束。如此一来加大了传输的风险，二来加重vakuum-web的服务器负载，三来还无法让用户看到评测的进度。因此我想出了一个异步传输方案，即vakuum-web只发送请求，完毕后就断开连接，之后等待vakuum-judge的回传即可。然而PHP有一个特性，就是用户浏览器断开连接以后，PHP脚本也会停止执行，vakuum-web是在模拟用户浏览器发送请求，断开链接以后就相当于浏览器按下了“停止”键，vakuum-judge正在执行的脚本不管到了哪里都会停止。查资料以后才知道PHP有这样的一个函数，ignore_user_abort()，忽略用户中止，就是用来对付这种情况的。

队列处理

通信方式设计很成功了，还有一个问题就是如何处理评测队列。这是一个棘手的问题，要么为什么有那么多大型OJ经常卡在评测队列上，出现Waiting长龙呢？几乎所有的OJ都是写了一个常驻进程的daemon处理队列。我想为了实现多评测机调度，这个daemon必须是现在vakuum-web端，但是这样就违背了我当初vakuum-web能够“跨平台”的设想，而且vakuum-web必须获得系统底层权限——不仅维护不便，还有安全隐患。

绞尽脑汁以后，我想出了“链式反应”的想法，其实也是受了通信设计方式的启发。这种方法不需要获得底层权限，不用额外写一个daemon，能够跨平台，不用为安全性额外操心，还可以充分利用先前写好的代码，究竟是什么方法呢？其实就是用一个PHP进程来充当队列处理器，这个队列处理器不需要常驻内存，仅仅在用时才会出现。就是当用户提交一个评测任务以后，如果有空闲评测机的话，立即对任务进行处理，然后当vakuum-judge返回评测完毕的信号时，vakuum-web端再对评测任务队列进行检查，看看有没有新的任务出现，如果有的话，立刻执行即可。这种方法很简洁，而且支持多评测机协同工作，因为每次结果返回时都要检查队列，就好像链式反应，或者多米诺骨牌一样，只要处理了第一个，后面的就都会接着被处理。

这种队列处理方法的唯一缺陷在于依赖评测机的返回信号，如果评测机那边出了什么问题，或者因为通信原因vakuum-web没有正常接收到信号，队列就会被卡住。因此首先需要保证的是vakuum-judge需要绝对的安全和稳定，除非无可抗拒理由（如网线被拔），不会因为任何原因而不正常返回信号。此外还要增加人工干预手段（如强制继续处理队列），避免真的不可抗拒原因的到来。

——————————————————————————————————

先到此为止，欢迎继续关注Vakuum开发笔记，下次将要写的是评测机核心(judger)的设计。目前的开发进度停滞在后台管理各种繁杂的细枝末节的处理上，下图的是目前的后台管理界面截图。

项目地址 http://code.google.com/p/vakuum-oj/

简介

Vakuum是一个基于Linux+PHP的在线评测系统（Online Judge），主要面向信息学竞赛（OI）和ACM/ICPC。

功能

在线评测

用户提交程序代码，在线编译，执行测试数据，对其评判并返回结果。支持自定义检查器(Speciel Judge)。支持特殊类型题目（代码检查、交互式、库式、提交答案式）。

比赛举办

兼顾OI和ACM，支持个人赛、团队赛。比赛模式有在线赛（ACM），离线赛（OI），自由计时赛（USACO）。

晋级模式

根据现有题库，由管理员设置或用户推荐一组晋级路线，即做完一组题目后才能进入下一组，并获得相应称号。参加USACO和UVA。

问题讨论

简洁、高效、可控。

其他功能

题库检索，用户排名，队伍系统，权限管理，代码备份，……

架构

Vakuum 系统分为vakuum-web和vakuum-judge两大模块。vakuum-web是一个在线评测系统界面，需要PHP和MySQL支持，可以建立 在Linux或Windows平台下。vakuum-judge是评测系统的核心模块，负责处理用户评测请求，与vakuum-web进行通信。通信模块 为PHP，核心由C语言编写，只能运行在Linux(Unix)平台下。

vakuum-web是基 于PHP和MySQL的一个B/S应用程序，采用MVC（模型-视图-控制器）架构设计，负责与用户交互和与核心通信。支持于评测机分离或和一，支持多评 测机协同作业，不需要daemon和底层权限。用户通过访问vakuum-web查看题目，提交代码，vakuum-web将请求派发给vakuum- judge终端。支持多评测机数据同步，支持测试数据分发管理。主要采用HTTP信道发送命令，FTP信道发送数据。

vakuum- judge通信模块由PHP编写，收到请求以后，使用C语言编写的核心对代码进行编译，并在执行器沙盒中执行，保证系统安全。执行器使用ptrace监控 用户程序的系统调用和文件调用，根据需求加以放行或禁止，同时支持内存峰值统计，内存限制，用户时间统计，时间限制，输出文件大小限制。

现状

正在开发，vakuum-judge核心部分基本完成，vakuum-web底层架构设计完成，正在完善功能。现需要对PHP熟悉的开发者，善于网页设计和美化的开发者，精通Linux系统编程的开发者，有意将内核移植到Windows的开发者，欢迎有意者加入开发。

本系统系本人学习之作。借鉴ZendFramework，开发了一个Model-View-Controller架构(BYVlib)，成功实现了视图、模型、控制器分离，松散耦合，方便维护。PHP脚本文件全部在HTTP公共目录之外，公共目录public内只保留了图像、样式表和脚本文件。该系统分为页面、新闻、产品三大模块，用户可以自定义任何页面，并定制访问别名。该系统使用Apache的 Rewrite美化了路径，避免了难看的?结构。

源代码根据BSD协议发布，欢迎在此下载。

刚刚用本系统为老爸公司做了个网站，地址http://www.cdxinwei.com/。另外对本系统感兴趣的欢迎与我联系，希望我们可以相互交流经验，共同学习，进步。

现在在一个空间上只放一个WordPress已经无法满足我的需要，以前总是上传多个WordPress，分别维护管理。但是每当插件更新或者WP更新的时候，维护起来很麻烦。

看过CMB的http://www.cbmland.com/post/544/oop-use-wordpress-as-class.html后，我也进行了这方面的尝试，但是还会出现很多问题，例如永久链接。今天我终于解决了这些问题。

明确一点，WordPress把一个博客所有的配置信息都写入了数据库，文件上仅仅是程序和主题，这样，我们只需根据访问来源的不同，给别给与两个设置即可。“面向对象”形容得很恰当。

在这个空间上，我也有两个WordPress博客，域名分别是http://www.byvoid.com/blog和，http://pal.byvoid.com，两个博客共用/home/myself/www/blog下面的WordPress程序。我把wp-config.php修改一下

if($_SERVER["HTTP_HOST"]=="www.byvoid.com")
{
define('DB_NAME', 'user');
define('DB_USER', 'user');
define('DB_PASSWORD', 'password');
define('DB_HOST', 'localhost');
define('DB_CHARSET', 'utf8');
define('DB_COLLATE', '');
$table_prefix = 'wp_';
define ('WPLANG', 'zh_CN');
}
else if ($_SERVER["HTTP_HOST"]=="pal.byvoid.com")
{
define('DB_NAME', 'user');
define('DB_USER', 'user');
define('DB_PASSWORD', 'password');
define('DB_HOST', 'localhost');
define('DB_CHARSET', 'utf8');
define('DB_COLLATE', '');
$table_prefix = 'pal_wp_';
define ('WPLANG', 'zh_CN');
}
if ( !defined('ABSPATH') )
define('ABSPATH', dirname(__FILE__) . '/');
require_once(ABSPATH . 'wp-settings.php');
?>

经过这样修改，根据来源的不同，WordPress会读取两套不同的数据库设置，从而实现OOP。通过这种方法，我们理论上可以1拖无限个博客。

但是仅仅这样还是会出现问题，Rewrite永久链接会出错。

为什么为出错呢？因为我们只对WordPress进行了OOP改造，但是.htaccess文件还是没有分别。例如我的博客，www.byvoid.com的根目录为/home/myself/www，而pal.byvoid.com的根目录为/home/myself/www/blog，可以理解为后者是前者的子集。

修改www.byvoid.com的永久链接时，WordPress会在/home/myself/www/blog文件夹向.htaccess文件自动写入

# BEGIN WordPress

RewriteEngine On
RewriteBase /blog/
RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-f
RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-d
RewriteRule . /blog/index.php [L]

# END WordPress

而修改pal.byvoid.com时，WordPress又会在.htaccess写入

# BEGIN WordPress

RewriteEngine On
RewriteBase /
RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-f
RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-d
RewriteRule . /index.php [L]

# END WordPress


于是发生了冲突，两个博客的Rewrite永久链接总是会有一个无法使用。于是，我考虑，.htaccess时都可以像wp-config.php一样实现判断呢？看过mod_rewrite的用法，终于有了解决方案。

我们可以使用RewriteCond进行来源判断，只需把.htaccess改成以下内容即可

# END WordPress


修改过后，两个博客的永久链接都可以使用了。这种方理论上也可以推广到多个博客。

注意，只有虚拟主机的设定中，当前目录选项有AllowOverride All时，.htaccess才能用。.htaccess如何在Windows下建立，不用我说了吧？cmd下rename一个其他文件为.htaccess就行了。关于.htaccess文件，可以看看介绍。

BYVoid原创。

在PHP编程中，经常会遇到相对路径的计算，然而标准库中没有提供相应的函数，我只好自己编写了一个函数用于计算相对路径。

<?
function pathconvert($cur,$absp)//当前文件，目标路径
{
	$cur = str_replace('\\','/',$cur);
	$absp = str_replace('\\','/',$absp);
	$sabsp=explode('/',$absp);
	$scur=explode('/',$cur);
	$la=count($sabsp)-1;
	$lc=count($scur)-1;
	$l=max($la,$lb);
 
	for ($i=0;$i<=$l;$i++)
	{
		if ($sabsp[$i]!=$scur[$i])
			break;
	}
	$k=$i-1;
	$path="";
	for ($i=1;$i<=($lc-$k-1);$i++)
		$path.="../";
	for ($i=$k+1;$i<=($la-1);$i++)
		$path.=$sabsp[$i]."/";
	$path.=$sabsp[$la];
	return $path;
}
 
$path=pathconvert("/home/web/test/a.php","/home/data/d.png");
// $path="../../data/d.png"
?>