基于Java+web的在线Java编辑器.pdf
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2020-06-23
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ELECTRONICS WORLD
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探索与观察
近些年，互联网技术飞速发展，越来
越多的人接触到了编程语言，同时更多的
人愿意去了解学习编程语言，但由于以往
的编程语言编译器安装复杂，且部分还需
要配置环境，所以一些想学习编程语言的
人望而却步。本文中基于Java web的在线
Java编辑器相比传统的代码编辑器，更加方
便快捷，更适合编程学习者的日常使用。
课题背景：随着互联网技术与计算
机技术的高速发展，编程语言也渐渐进
入人们的视线。传统的语言编辑器需要
下载安装，甚至需要配置环境，操作相
对复杂，但是从用户角度出发，简单、
便捷、满足需求并且成本低廉才是选择
软件系统的重要条件。所以由此可见，
用户需要更加简捷的语言编辑器，以使
学习编程可以不受太大限制，所以在线
的编程语言编辑器应运而生。相比传统
的语言编辑器，它能够极大地减少了学
习编程语言的成本问题，具有面向大众
和良好的跨平台的优势。文章以近几年
霸占榜首的最受欢迎的编程语言Java语
言来讨论在线编辑器的实现。
课题意义：（1）在线编辑器的开发
能极大地减少编程语言的学习成本，现在
高校教室所配备的电脑上编程环境或缺失
或没有，而在线编辑器的开发能极大地解
决这个问题，不需要本地的环境就可以进
行简单代码学习。摆脱时间和空间的限
可以与应用程序运行所在的环境进行交互，调用exec运行命
令，返回一个Progress对象。
（2）Java处理命令输入输出流
流代表任何有能力产出数据的数据源对象或者是有能力接
受数据的接收端对象，一个流可以理解为一个数据的序列。输
入流表示从一个数据源读取数据，输出流表示向一个目标写数
据。Progress对象默认情况下没有自己的终端或控制台，其所有
的I/O输出（即标准输入、标准输出、错误输出）将会重定向到
父进程。通过Java对流的支持，向Progress对象的输入流中写入
输入，重定向Progress对象的标准输出流保存到字符串中。
（3）高并发下的文件处理
调用java命令运行Java源文件时，必要的条件是源文件得
存在，所以需要Java将代码写入源文件，web项目高并发时因为
文件被占用容易导致死锁。Web应用中，通过session来标识唯
一用户，每个session都有着一个id，将文件放在${servletContent
Path}/${sessionId}/${source File}下，就可以保证源文件唯一。
（4）沙箱安全机制
沙箱（sandbox）是一个限制程序运行的环境。限制程序运
行一方面是为了保护系统资源，同时另一方面也为了保护程序自
己。沙箱主要限制系统资源访问（包括CPU、内存、文件系统、
网络）。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。
Java安全模型的核心就是Java沙箱，采用策略文件控制
沙箱的管理要素。通过加入-Djava.security.policy=<URL>参
数来使用策略文件启动Java安全机制。
1.4 用户界面设计
用户界面包括用户和界面之间的交互关系，所以用户界
面的清晰、简单可以给用户舒适感，为软件适当加分。在这
个在线Java编辑器的用户界面中，主要包括两大模块：Home
与About。如图1所示。
其中Home模块为主要的功能实现模块，内含code（编码
区域），input（输入区域），output（输出区域）。
About模块则是有关于在线Java编辑器的一些内容：
（1）该模块包含快捷键的介绍，并且明确说明此编辑
器支持浏览器本身的所有快捷键，在设计时，为方便用户的
代码输入，特意增加了自定义的快捷键（Ctrl-.），提高了用
户使用此在线Java编辑器的友好性。
（2）该模块还包含此在线Java编辑器的约定，明确提示
用户约定主类为Main，不可有包名空间。
图1 用户界面模块图
2 实验
2.1 实验环境
因为Java跨平台特性在Windows 10与Ubuntu 18.04，
JDK11环境下都可以完美运行，使用spring-boot提供Web 服
务器功能，使用系统自带的python3环境。使用自定义策略文
山西农业大学
王
薇
姚宇轩
基于
Java web
的在线
Java
编辑器
制，可以随时随地进行编码，能够很好的利用碎片时间，对学习代码有着
极其重要的作用。（2）随着互联网技术的发展，互联网已经成为信息交换
的重要场所，对于学生的在线考试系统应运而生，能极大的减少老师的工作
量，且判卷的错误率更低。而对于编程语言的考试，在线编译运行则是最重
要的部分。此编辑器是在线判题系统的核心部分，在在线判题系统（Online
Judge）中，最为核心的就是代码的运行判断，而在线编辑器则是该功能的
完美实现。
1 系统设计
1.1 基本思路
运用spring-boot+vue架构和B/S模式实现，用户通过web界面提交代码
与相应输入，点击运行发送请求到服务器，服务器通过中间件将代码进
行编译运行，将结果返回到浏览器，浏览器处理并显示。
1.2 中间件设计
中间件是系统的业务中心，由Java编写、处理web服务器所接收到的
代码及输入，将代码写入文件，并调用系统编译程序来编译运行代码，
通过数据流的方式写入输入，读取输出，将输出提交给web服务器，由
web服务器返回给用户。
1.3 关键技术
（1）使用Java运行系统命令
实现Java执行系统指令功能是使用了JDK提供的Runtime.getRun-
time().exec(command:String)；通过调用静态方法Runtime.getRuntime()来
获取与当前Java应用程序关联的Runtime对象。Runtime使当前应用程序
万方数据
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