Jupyternotebook添加c++核心支持的配置過程

一、環境：
虛擬機：
（1）系統：centos7.5_1804（64bit）版本
（2）軟件環境：git、python3.5.3、Jupyter4.4.0
二、下載安裝腳本：
資源及安裝說明：https://github.com/root-project/cling
（1）下載安裝腳本文件方式：
wget https://raw.githubusercontent.com/root-project/cling/master/tools/packaging/cpt.py        
#由於網站在國外，下載這個文件很慢，不建議這樣操作。
（2）克隆軟件倉庫方式：
(ccl353) [python@centos75 test]$ git clone https://github.com/root-project/cling.git       
#此方式由於使用了鏡像站點，速度很快。命令執行完成后，在當前目錄下產生cling目錄。
三、cmake安裝：
(ccl353) [python@centos75 test]$ pip install cmake==3.11.4
#cmake版本要求3.6.4以上，此處指定版本安裝3.11.4版，也可安裝最新版，沒有特殊要求。
四、安裝過程：
1、c++核心代碼編譯過程：
(ccl353) [python@centos75 test]$ cd cling/tools/packaging
(ccl353) [python@centos75 packaging]$ ./cpt.py --check-requirements && ./cpt.py --create-dev-env Debug --with-workdir=./cling-build/
#此過程很長，包括編譯過程中下載文件的時間及編譯過程的時間，以小時計，中間有幾個錯誤需要逐一解決：
（1）“c++: 編譯器內部錯誤：已殺死(程序 cc1plus)”——內存不足，增加內存或swap交換緩存。
（2）“collect2: 錯誤：ld 以信號 9 [已殺死] 退出。”——swap交換緩存不足，增加swap交換緩存
（3）“CMake Error at tools/clang/tools/driver/cmake_install.cmake:41 (file):
  file INSTALL cannot copy file
  "/home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/builddir/bin/clang-5.0"
  to "/tmp/cling-obj/bin/clang-5.0".”——目標磁盤空間不足，增加/tmp目錄掛載磁盤空間。
（4）“make: *** [install] 錯誤 1
subprocess.CalledProcessError: Command 'make -j4 install' returned non-zero exit status 2”——這個錯誤提示可不用理會，前面的錯誤解決后，這個錯誤就不會發生了，估計與前面的磁盤空間不足問題相關聯。
最終結果：
...
[100%] Built target cling
[100%] Running the Cling regression tests
lit.py: /home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/cling-src/tools/cling/test/lit.cfg:261: note: using cling: '/home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/builddir/./bin/cling'
lit.py: /home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/cling-src/tools/cling/test/lit.cfg:272: note: Running tests from build tree
Testing Time: 423.23s
  Expected Passes    : 121
  Expected Failures  : 13
  Unsupported Tests  : 9
[100%] Built target check-cling
#編譯基本完成，但不是很理想，有13個測試未通過，但不影響使用。
#在/home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/目錄下有一新生成目錄"cling-CentOS Linux-7.5.1804-x86_64-0.6~dev-6238cda",應該是編譯后的c++核心文件目錄
2、配置環境變量，並測試c++環境：
（1）添加PATH變量：
(ccl353) [python@centos75 bin]$ vi  /home/python/.bashrc
...
# User specific aliases and functions
export PATH=$PATH:/home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/"cling-CentOS Linux-7.5.1804-x86_64-0.6~dev-6238cda"/bin   
（2）激活環境變量：
(ccl353) [python@centos75 bin]$ source /home/python/.bashrc
（3）測試c++環境：
(ccl353) [python@centos75 bin]$ cd /home/python
[python@centos75 ~]$ cling
****************** CLING ******************
* Type C++ code and press enter to run it *
*             Type .q to exit             *
*******************************************
[cling]$
#現此界面，表明c++基本可用！
3、安裝Jupyter環境下的c++核心（安裝說明文檔在：/home/python/projects/test/cling/tools/Jupyter/README.md）：
[python@centos75 ~]$ cd /home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/cling-CentOS Linux-7.5.1804-x86_64-0.6~dev-6238cda/share/cling/Jupyter/kernel
(ccl353) [python@centos75 kernel]$ ls
cling-cpp11  cling-cpp17  cling.ipynb     scripts
cling-cpp14  cling-cpp1z  clingkernel.py  setup.py
(ccl353) [python@centos75 kernel]$ pip install -e .
4、注冊C++17/C++1z/C++14/C++11的kernelspec：
(ccl353) [python@centos75 kernel]$ jupyter-kernelspec install --user cling-cpp17
[InstallKernelSpec] Installed kernelspec cling-cpp17 in /home/python/.local/share/jupyter/kernels/cling-cpp17
(ccl353) [python@centos75 kernel]$ jupyter-kernelspec install --user cling-cpp1z
[InstallKernelSpec] Installed kernelspec cling-cpp1z in /home/python/.local/share/jupyter/kernels/cling-cpp1z
(ccl353) [python@centos75 kernel]$ jupyter-kernelspec install --user cling-cpp14
[InstallKernelSpec] Installed kernelspec cling-cpp14 in /home/python/.local/share/jupyter/kernels/cling-cpp14
(ccl353) [python@centos75 kernel]$ jupyter-kernelspec install --user cling-cpp11
[InstallKernelSpec] Installed kernelspec cling-cpp11 in /home/python/.local/share/jupyter/kernels/cling-cpp11
(ccl353) [python@centos75 kernel]$
#此時，運行jupyter notebook --no-browser --ip=* --port=8888，瀏覽器登錄notebook，在界面的右部點擊new，可以看到新增的c++核心。
4、Jupyter notebook的c++核心運行不穩定的處理：
上述安裝完成好，在使用notebook過程發現c++核心不穩定，觀察Jupyter notebook服務器的log信息，發現錯誤提示“RuntimeError: Cannot find /home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/cling-CentOS Linux-7.5.1804-x86_64-0.6~dev-6238cda/lib/libclingJupyter.{so,dylib,dll}”，分析應該是缺少libclingJupyter相關文件導致。回頭觀察編譯過程，發現缺少的文件已在編譯過程中生成在/tmp/cling-obj/lib目錄下，只是沒有拷貝到適當位置。作如下處理：
從目錄/tmp/cling-obj/lib拷貝libclingJupyter.so.5.0.0文件到編譯結果的lib目錄，並做兩個軟連接文件：
(ccl353) [python@centos75 packaging]$ cp /tmp/cling-obj/lib/libclingJupyter.so.5.0.0 /home/python/projects/test/cling/tools/packaging/cling-build/"cling-CentOS Linux-7.5.1804-x86_64-0.6~dev-6238cda"/lib
(ccl353) [python@centos75 lib]$ ln -s libclingJupyter.so.5.0.0 libclingJupyter.so.5
(ccl353) [python@centos75 lib]$ ln -s libclingJupyter.so.5 libclingJupyter.so
(ccl353) [python@centos75 lib]$ ll
總用量 1144268
drwxrwxr-x 3 python python       4096 8月  22 20:54 clang
lrwxrwxrwx 1 python python         20 8月  22 21:32 libclingJupyter.so -> libclingJupyter.so.5
lrwxrwxrwx 1 python python         24 8月  22 21:31 libclingJupyter.so.5 -> libclingJupyter.so.5.0.0
-rwxr-xr-x 1 python python 1171719248 8月  22 21:08 libclingJupyter.so.5.0.0
#經上述處理過程后，jupyter notebook下的c++核心已能穩定運行。
5、小結：
jupyter notebook的c++核心支持的安裝編譯過程超過了我的預期，總體看需要注意幾個要點：
（1）內存要大（至少4G，實際使用了6G）
（2）swap交換緩存要大（實際使用達17G，編譯時設置swap空間為30G）
（3）/tmp目錄空間要大（實際使用達23G，編譯過程中專門配置了一塊100G磁盤做/tmp掛載盤）
（4）編譯時間長（實際編譯估計在10小時左右，中間涉及編譯過程中還要從網上下載文件，編譯代碼量達G數量級，故時間很長）
（5）還有部分工作需要手動操作（如：拷貝libclingJupyter.so.5.0.0等文件）
6、附：
小技巧：
（1）編譯過程中，可另開終端使用free和df命令觀察內存及磁盤使用情況，輔助觀察編譯過程的資源占用情況。
（2）原機swap交換分區只有1.3G，可通過如下命令增加swap交換空間（應使用root權限）：
[root@centos75 home]# dd if=/dev/zero of=/home/swapfile bs=1M count=30000
[root@centos75 home]# mkswap /home/swapfile
[root@centos75 home]# swapon /home/swapfile
[root@centos75 home]# swapon -s
文件名                          類型            大小    已用    權限
/dev/sda3                      partition       1362940    0       -1
/home/swapfile                  file           30719996   0       -2