1. 业务背景

随着学校的规模的不断扩大，学生、教职员工的数量增加，现有的学生管理流程极其低下，花费大量的教师资源。

目前现有流程存在如下问题：

1.学生信息管理数据信息量大修改不方便;

2.对一系列数据进行分析时花费时间长等问题;

3.学生管理人员有效管理学生信息;

为提高学校的管理水平，优化资源，降低管理成本，学校需要开发新的学生管理系统，实现如下目标：

1.系统规范化地管理、科学性统计和快速查询、修改、增加、删除；

2.学生信息的准确度以及日常管理工作高效率;

3.实现学生信息关系的系统化、规范化、自动化；

4.实现学生选课的查询、修改、增加、删除；

5.成绩的查询；

2. 约束和限制

1.必须在 2021-12-17 号完成

2.成本控制在 50 万以内

3.数据库采用 MySQL

4.能保证学生数据整体安全

3. 总体架构

3.1 架构分析

3.1.1 高可用

对于学生管理系统来说，由于非关键系统，系统故障不会带来损失，只需要保证系统的基本可用、能够满足学生日常选课、成绩查询，老师的日常管理即可。

3.1.2 高性能

学校学生人员固定，不会存在大规模的并发访问，可以不用考虑。

3.1.3 安全性

学生信息丢失会对学校管理方面带来较大的影响，需要保证学生数据不会出现丢失。

3.2 总体架构

3.2.1 总体架构

总体架构图如下图所示：

架构说明：

1.由一台主机做 Ningx，提供负载转发；

2.学生管理拆分为 3 个组件，分别为学生子系统、课程子系统、权限子系统，每个子系统独立部署；

3.数据库采用 MySQL 主-备架构，并通过定时任务定期将数据库备份；

4. 详细设计

[必选，描述核心场景或者流程的实现机制]

4.1 核心功能

[必选，描述核心场景或者流程的实现机制，对应 4R 架构中的 Rule，每个核心场景一个小节]

[样例：

4.1.1 消息发送流程

4.1.2 消息消费流程

]

[技巧：使用系统序列图来描述 Rule，跟项目开发中写设计文档一样的写法]

4.2 关键设计

[必选，描述系统的一些关键设计点是如何实现和取舍的]

[样例（如果你有兴趣，可以对比一下 kafka 的文档：Kafka design）：

1）消息发送可靠性

业务服务器中嵌入消息队列系统提供的 SDK，SDK 支持轮询发送消息，当某个分组的主服务器无法发送消息时，SDK 挑选下一个分组主服务器重发消息，依次尝试所有主服务器直到发送成功；如果全部主服务器都无法发送，SDK 可以缓存消息，也可以直接丢弃消息，具体策略可以在启动 SDK 的时候通过配置指定。

如果 SDK 缓存了一些消息未发送，此时恰好业务服务器又重启，则所有缓存的消息将永久丢失，这种情况 SDK 不做处理，业务方需要针对某些非常关键的消息自己实现永久存储的功能。

2）消息存储可靠性

消息存储在 MySQL 中，每个分组有一主一备两台 MySQL 服务器，MySQL 服务器之间复制消息以保证消息存储高可用。如果主备间出现复制延迟，恰好此时 MySQL 主服务器宕机导致数据无法恢复，则部分消息会永久丢失，这种情况不做针对性设计，DBA 需要对主备间的复制延迟进行监控，当复制延迟超过 30 秒的时候需要及时告警并进行处理。

3）消息如何存储

每个消息队列对应一个 MySQL 表，消息队列名就是表名，表结构设计为……(此处请自行补充）

]

[技巧：常见的关键设计点包括高性能、高可用、可扩展、安全等]

4.3 设计规范

[必选，描述 Role 和 Relation 相关的开发框架、连接协议、数据包格式等]

[样例：

1）消息队列服务器使用 Spring Boot + Netty 开发

2）MySQL 使用 Innodb 存储引擎

3）TCP 包的结构设计……（此处省略，请自行补充）

]

[技巧：如果某个规范涉及内容比较多，请独立章节描述，例如数据包格式定义]

5. 质量设计

[必选，描述和质量相关的设计，包括：可测试性、可维护性、可观测性、成本等设计]

[样例：

5.1 消息队列管理后台

5.2 成本

]

[技巧：如果某个维度不涉及，也请在文档中说明，避免评审的时候被认为考虑不周全]

6. 演进规划

[必选，可以是演进规划，也可以是项目计划，需要描述每个里程碑或者版本具体要实现的能力]

[样例：

6.1 消息队列一期

6.2 消息队列二期

]

[技巧：开发阶段快速迭代，小步快跑，但要基本完善后才能正式推出给其他人用]