前言
随着计算机科学与技术的发展，越来越多的人开始接触编程，也有越来越多的在线编程平台诞生。以Python语言的在线编程平台为例，关于Python语言的在线编程平台大致分为两类，一类是OJ类型的，即在线评测的编程平台，另一类则是学习、工具类的在线编程平台，例如Anycodes在线编程等网站。
但是，无论是那种类型，其背后的核心模块“代码执行器”/“判题机”等，都是值得被关注的。一方面，这类网站通常情况下都需要比要严格的“安全考虑”，例如程序会不会有恶意代码，出现死循环、破坏计算机系统等，程序是否需要隔离运行，运行时是否会获取到其他人提交的代码等；另一方面，这类平台通常情况下都会对资源消耗比较大，尤其是比赛来临时，更是需要突然间对相关机器进行扩容，必要时需要大规模集群来进行应对。同时这类网站通常情况下也都有一个比较大的特点，那就是触发式，即每个代码执行前后实际上并没有非常紧密的前后文关系等。
综合上面的问题和特点，结合Serverless架构，本文将会通过“Serverless角度”，实现简单的Python语言的在线编程能力，并对其进行进一步探索。
简单的在线代码执行器
基本流程
这一部分将会Python语言实现一个简单的在线代码执行工具，该工具拥有以下特点：
- 可以执行Python代码
- 支持标准输入
- 可以返回标准输出和标准错误
该简单工具的整个过程包括：
代码实现
其中执行代码部分，我们可以通过一些常见的Python依赖库，例如subprocess来进行实现：
child = subprocess.Popen("python %s" % (fileName),
stdin=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.STDOUT,
shell=True)
output = child.communicate(input=input_data.encode("utf-8"))
print(output)
在函数计算中（无论阿里云函数计算还是腾讯云云函数），通常情况下，再不进行硬盘挂载的前提下，只有/tmp/目录是有可写入权限的，所以函数计算部分，可以将代码写入临时目录/tmp/，并进行代码运行，获得结果：
# -*- coding: utf-8 -*-
import os
import json
import uuid
import random
import subprocess
# 随机字符串
randomStr = lambda num=5: "".join(random.sample('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz', num))
# Response
class Response:
def __init__(self, start_response, response, errorCode=None):
self.start = start_response
responseBody = {
'Error': {"Code": errorCode, "Message": response},
} if errorCode else {
'Response': response
}
# 默认增加uuid，便于后期定位
responseBody['ResponseId'] = str(uuid.uuid1())
print("Response: ", json.dumps(responseBody))
self.response = json.dumps(responseBody)
def __iter__(self):
status = '200'
response_headers = [('Content-type', 'application/json; charset=UTF-8')]
self.start(status, response_headers)
yield self.response.encode("utf-8")
def WriteCode(code, fileName):
try:
with open(fileName, "w") as f:
f.write(code)
return True
except Exception as e:
print(e)
return False
def RunCode(fileName, input_data=""):
child = subprocess.Popen("python %s" % (fileName),
stdin=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.STDOUT,
shell=True)
output = child.communicate(input=input_data.encode("utf-8"))
print(output)
return output[0].decode("utf-8")
def handler(environ, start_response):
try:
request_body_size = int(environ.get('CONTENT_LENGTH', 0))
except (ValueError):
request_body_size = 0
requestBody = json.loads(environ['wsgi.input'].read(request_body_size).decode("utf-8"))
code = requestBody.get("code", None)
inputData = requestBody.get("input", "")
fileName = "/tmp/" + randomStr(5)
if code and WriteCode(code, fileName):
output = RunCode(fileName, inputData)
responseData = output
else:
responseData = "Error"
print(responseData)
return Response(start_response, {"result": responseData})
部署上线
当代码编写完成，可以直接通过Serverless-Devs工具进行项目部署，首先编写template.yaml文件：
ServerlessBookRunCodeDemo:
Component: fc
Provider: alibaba
Properties:
Region: cn-beijing
Service:
Name: ServerlessBook
Description: Serverless图书案例
Log:
Project: aliyun-fc-cn-beijing-9bd4a65b-c9d1-529d-9ce0-c91adfb823ab
LogStore: function-log
Function:
Name: serverless_run_code_ordinary
Description: 简单版代码在线执行器
CodeUri: ./
Handler: index.handler
MemorySize: 128
Runtime: python3
Timeout: 5
Triggers:
- Name: RunCodeOrdinary
Type: HTTP
Parameters:
AuthType: ANONYMOUS
Methods:
- GET
- POST
- PUT
Domains:
- Domain: Auto
完成编写之后，可以通过：
s deploy
进行项目部署：
完成项目部署之后，可以通过：
s logs -t
对日志系统进行监听，当函数被触发时，可以看到我们的一些日志内容。
接口测试
接下来，可以通过PostMan进行接口测试，以Python语言的输出语句为例：
print('HELLO WORLD')
测试结果：
可以看到，系统是可以正常输出我们的预期结果：HELLO WORLD，当我们将该部分代码进行破坏：
print('HELLO WORLD)
再次执行，可以看到错误结果：
当我们将带有输入内容的代码传入：
tempInput = input('please input: ')
print('Output: ', tempInput)
并输入“serverless devs”，可以看到：
至此我们完成了一个非常简单的在线代码执行的接口。针对这个接口，是有蛮大的优化空间的：
- 超时时间的处理
- 代码执行完成，可以进行清理
当然，通过这个接口也可以看到这样一个问题：那就是代码执行过程中是阻塞的，我们没办法进行持续性的输入，就算是想要输入内容也是需要将代码和输入内容一并发送到服务端。这种模式和目前市面上常见的OJ模式很类似。所以，针对上述的简单的在线代码执行器而言，是可以进行部分完善与OJ系统进行结合使用。
