架构实战营第四模块作业

1、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、估算结果

用户量： 1000 万。

【考试】

1. 在校学生考试结果存储：2.4T；

2. 离校学生考试结果存储：每年增长 0.6T；

3. 试卷请求 QPS：5 万/s；

4. 提交试卷 TPS：1700/s。

5. 每学期考试题总存储：7GB。

3、Redis 数据结构

3.1. String 类型。

3.2. Hashtable：Hash 表。

3.3. Linked list：可重复，插入顺序排序。

3.4. Set：不可重复，无序。

3.5. Sorted set：不可重复，按照 score 排序。

4、考试试卷存储方案

4.1 redis 数据结构设计

试卷存储层数据结构：

学校 ID --> 学院 ID -->专业 ID --> 学期 ID --> 课程 ID --> 题目 ID 集合

因考试试卷的题目是不能重复的，且题目顺序确定，同时还保证每题还可以单独修改，所以选择有序集合 sorted set 作为试卷存储数据结构。

Key：学校 ID + 学院 ID + 专业 ID + 学期 ID + 课程 ID。

Score： 题目序号

Member：题目

4.2 具体的读写流程

试卷写入：

1、老师登录管理系统，并选择课程、学期进行试卷题目录入，录入提交上传；

2、根据课程关联所属的院校、院系信息并根据当前时间计算学年、学期； 3、打包试卷并包含院校、院系、课程、学年、学期等信息发送给试卷系统；

4、试卷系统根据 3 的基础信息生成 key 并写入到 Redis

试卷读取：

1、学生登录管理系统，选择考试的课程；

2、根据用户选择的课程以及时间关联院校、院系、学年、学期等信息；

3、从 Redis 读取信息

4.3.Redis sentinel 集群数量和性能

根据 redis 单机性能 5W～10W 以及 QPS 估算为 5 万/s，则单台 16GB 的服务器即可满足需求，为了提供系统的可用行，采用最低集群数量 3 台即可。

因 16GB 相对于总存储容量 7GB 而言足够，故将三台 sentinel 与三台 redis 实例混部，总共采用 3 台 16GB 的服务器即可。