架构实战营模块 4 作业

【作业题目】

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：

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

2）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）

2）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

性能分析

假设每个大学平均 5 万人，1000 万人大概有 200 所大学，假设每所大学平均 100 个专业，每个专业设置 20 门课，则试题种类有 200（所大学）*100（个专业）*20（门课程）=40 万种试题

假设每道题题目描述平均 300 字，每个试卷的大小为：44（道题）*200（中文字）*3(字节，UTF8 编码）=26400 字节 大约为 26Kb

那么一年的考试试卷需要的存储空间为 40 万*26Kb*2（次考试）=20800000Kb 大约为 20GB，此外，还需要预留一定空间来存储

该容量单机内存足够存储，因此 redis sentinel 数据节点采用一主两从，每台内存为 32G，sentinel 节点采用 3 个，总服务器至少 6 台。

由于 1000 万学生的答题信息比较庞大，对读写性能要求比较高，可以可以存放在 hbase

如果题目和答案涉及图片，图片存储在专门的 oss 图片服务器上，利用 cdn 加速

根据之前第 6 课对于 QPS 的预估为 5W，根据 redis 的读性能，足够满足

数据结构

redis 数据结构

考试信息

采用 list 结构

key：学校 id+考试 id

value：list 存放习题 id+习题内容

hbase 数据结构

对于客观题，只需要一张表

（习题成绩表）

table：成绩反馈表

row key：学生 id+考试 id+习题 id

column：题目信息，习题答案，学生答题情况，得分，答题反馈，考试信息，答题时间

对于主观题，需要两张表

数据结构 1

table：答题情况表

row key：学生 id+考试 id+习题 id

column：题目信息，习题答案，学生答题情况，答题时间

数据结构 2（习题成绩表）

table：成绩反馈表

row key：学生 id+考试 id+习题 id

column：题目信息，习题答案，学生答题情况，得分，答题反馈，考试信息，批改时间

读写场景

考试前一天，试卷加载到 Redis 保存，设置试卷数据保存时间为一天。