架构实战营 - 模块 4 作业

设计千万级学生管理系统的考试试卷存储方案

【作业要求】

基于模块 4 第 6 课的估算结果和 Redis sentinel 的初步方案设计，完善考试试卷存储方案，具体包括：

• 完善 Redis 的数据结构设计，明确具体使用哪种 Redis 数据结构。

• 设计具体的读写流程（可以文字描述也可以序列图描述，序列图要有文字辅助说明）。

• 对照模块 4 第 6 课的性能估算结果，计算 Redis sentinel 集群的服务器数量和性能。

【提示】

1. 性能可以有一定冗余。

2. 如果对 Redis sentinel 不熟悉，请参考官方文档：https://redis.io/topics/sentinel。

方案 1 - String

1. Key: 学校 ID + 学科 ID + 年级 ID +考试类型 ID + 年 + 版本号

2. Value：选择 String，为 JSON 格式

具体方案：

1. 新增试卷：需要判断 Key 是否存在，不存在则尾部追加。

2. 修改试卷：通过 Key 读取试卷，通 JSON 字符串解析成对象，对象修改后再转化为 JSON 字符串覆盖原来的 value 保存。

3. 删除试卷：通过 Key 删除试卷

4. 读取试卷：通过 Key 读取 value（JSON 字符串），通过 JSON 字符串解析成对象

方案分析：

修改试卷需要将大串的 JSON 字符串解析成对象，而对象里包括了单选题，多选题，大题，如果只是修改其中一项，也会全部修改。另外解析长字符串 JSON 也相当消耗性能。

方案 2 - Hash

1. Key: 学校 ID + 学科 ID + 年级 ID + 考试类型 ID + 年 + 版本号

2. Filed：字段: 单选题，多选题，大题，答案

3. Value：JSON 格式

具体方案：

1. 新增试卷：需要判断 Key 是否存在，不存在则尾部追加。

2. 修改试卷：通过 Key 读取试卷，将单选题，多选题，大题分别用 JSON 字符串解析成对象，对象修改后再转化为 JSON 字符串，覆盖原来需要修改的 Field。

3. 删除试卷：通过 Key 删除试卷

4. 读取试卷：通过 Key 读取试卷，将单选题，多选题，大题分别用 JSON 字符串解析成对象

方案分析：

通过 Field 拆分每 JSON 字符串，这样 JSON 解析的性能得到部分提升。

性能分析：

写性能：TPS 5 万 ，一台写服务器

读性能：TPS 10 万，两台读服务器