考试系统高并发试卷存储设计方案

背景

在校学生人数为 1000w，每门学科每年 2 次考试，每个学生平均一学期 20 门课，考试采取机考的方式，每门考试的答案 20 判断题、20 选择题、4 道大题(答案 200 字以内)，考试结果永久保存，在校学生能够看到自己曾经的考试结果，则考试结果记录的存储量为:

• 在校学生:1000 万 * 20(课)* 2(考试次数) * 1kb(答案)* 2(学期) * 3(只有前三年考试)= 2.4T。

• 离校学生:每年 250 万，存储量为 0.6T。

  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。

• 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。

试卷写入+读取

写入

• 后台管理页面，编辑完试卷数据信息保存，写请求 TPS 不大

读取

• 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。

试卷存储量：20（课）*2（学期）*2（次）*3（年级）*0.5kb=120kb （可忽略不计）

存储可忽略不计，主要应对高的读取请求，考虑到高可用和自动故障转移需求，采用 redis-sentinel 架构应对 5wQps 并发

Redis 存储方案

• Key: 课程 id+时间（两月*期中期末，4 次）

• Value:选择 String

【具体方案】

• 新增: 编辑完信息直接写入

• 删除: 根据 key 删除

Redis sentinel 集群数量和性能

参考阿里云 redis 集群性能测试结果，最低配置 Redis 4c1g 即可支撑 20w/s QPS 查询

部署 1 主 1 从即可 - 实际仍需压测判断 IO 和连接数是否跟得上