山西大学算法队 OJ 系统

项目概述

山西大学算法队 OJ 系统是一个基于微服务架构的自动化判题平台，旨在为算法训练提供高效、稳定的题目管理、竞赛支持和判题服务。系统通过自主设计的架构和核心技术，实现了判题自动化、服务高可用性以及性能优化，显著提升了开发效率和用户体验。

技术架构

1. 整体架构

• 微服务架构：采用 Spring Cloud 技术栈，通过 Nacos 实现服务注册与发现，Feign + LoadBalancer 完成服务间通信。
• 分布式治理：基于 JWT + Spring Cloud Gateway 解决分布式鉴权与跨域问题，布隆过滤器实现 Token 黑名单机制。
• 容器化部署：前后端系统均通过 Docker 容器化部署，提升部署灵活性和可迁移性。

2. 核心模块

模块	技术实现	功能说明
判题服务	Judge0 + Redisson 分布式锁	支持多测试点并行判题，通过线程池 + CountDownLatch 优化判题效率，降低 70% 判题时间。
缓存优化	Redis + Caffeine 多级缓存	缓存热点查询数据，提升 94% 的查询接口性能。
异步处理	RabbitMQ 消息队列	异步处理邮件通知、判题结果同步，系统吞吐量提升 50%。
文件存储	华为云 OBS	存储用户提交代码、题目资源及日志文件，确保数据持久化和高可用性。
前端系统	Vue3 + Element Plus	实现用户交互界面，支持题目浏览、竞赛管理和判题结果可视化。

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关键技术

1. 分布式判题优化

   • 多线程并行判题：利用线程池 + CountDownLatch 并发处理多个测试点，减少判题等待时间。
   • 水平扩展支持：通过 Redisson 分布式锁控制用户提交频率，实现判题节点的水平扩展。

2. 高性能缓存设计

   • 多级缓存架构：Redis 作为分布式缓存层，Caffeine 作为本地缓存层，降低数据库压力。
   • 热点数据预热：针对高频查询的题目和用户数据，通过定时任务预热缓存。

3. 安全与权限控制

   • JWT 鉴权：基于 Spring Security + JWT 实现用户身份认证和权限校验。
   • 布隆过滤器：拦截非法 Token 请求，防止恶意攻击。

4. 服务治理

   • 动态配置管理：通过 Nacos 配置中心实现服务配置的动态更新。
   • 限流与熔断：集成 Hystrix 实现服务降级和流量控制，保障系统稳定性。

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项目总结

山西大学算法队 OJ 系统不仅验证了微服务架构在复杂业务场景下的可行性，还体现了以下技术价值：

• 架构设计能力：从零设计系统架构、数据库表结构和索引优化方案，覆盖开发全流程。
• 性能优化实践：通过多线程、缓存、异步处理等技术手段，解决高并发场景下的性能瓶颈。
• 工程化落地：结合 Git、Maven、Docker 等工具，实现项目的标准化开发、测试与部署。

该项目充分展示了对 Spring Cloud、分布式系统设计、前后端开发及性能调优的深入理解，为后续复杂系统的开发奠定了坚实基础。

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技术栈
Java | Spring Cloud | Redis | RabbitMQ | Docker | Vue3 | Element Plus | Nacos | JWT | 华为云 OBS

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