1. 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

2. 性能估算

• 存储性能估算：

• 试卷的存储很小，几百张试卷题目即可

• 查询性能估算：

• 假设学校的考试都安排在某一个月内，考试的时候请求试卷，提交答案，中间答题过程浏览器本地完成，由于考试集中在上午 4 小时和下午 4 小时， 且请求试卷集中在考试开始的前 1 分钟，提交答案集中在考试结束前的 30 分钟，因此估算如下：

• • 请求试卷：1000 万 * 20（课）/ 20(周末不考试） / 4（每天 4 堂考试）/ 1 分钟 = 250 万请求/分钟 ≈ 5 万/每秒。

• 写性能估算：

• • 提交试卷： 1000 万 * 20（课）/ 20(周末不考试） / 4（每天 4 堂考试）/ 30 分钟 = 1700/每秒。

3. 方案设计

整体设计

• redis sentinel 作为试卷存储和访问

• myql 集群 存储老师课程考试结果，学生基本信息

• HBase 集群 存储学生考试结果、登录记录、图片信息

试卷方案设计

1. 老师增加试卷保存到 redis 中

2. 学生在考试的时候通过试卷 id 获取试卷

3. 学生作答后提交试卷到 Hbase，并推送到 rocketMq 中

4. 服务监听试卷答案消息，并保存到 mysql 中

5. 老师查看学生作答的试卷情况，从 mysql 中获取数据

6. 老师查看自己作答的情况，从 HBase 获取数据

redis sentinel 要保证服务器的高可用，数据不能丢失。存储的数据容量不是瓶颈，瓶颈在于读的性能

三个 sentinel 节点，三个 redis 主从节点，redis 查询性能 10 万没有问题，但是网络带宽可能存在瓶颈

如果每个试卷按照 10kb，10*5000/1024 = 488M,要保证网络带宽不能被打满，可以考虑使用压缩列表（ziplist）来减少网络带宽的消耗