【作业四 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 Redissentinel 不熟悉，请参考官方文档:https://redis.io/topics/sentinel。

【答案】

根据第 6 节的存储需求

【登录】

1. 登录次数:3000/s;2. 登录记录:存储数据量 36 亿条，存储容量 43G，写入 TPS=登录 TPS=3000/s，读取 TPS 无需特别设计。

【注册】

1. 注册 TPS=3/s，可以忽略不计;2. 在校学生数据存储:基本数据=2G，图片数据=10T;3. 离校学生数据存储:基本数据每年增长 500M，图片数据增长 2.5T。

【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。

【数据结构设计】

因为 qps 与 tps 差距明显，而且试卷并不是频繁修改的业务场景，因此是一次写入，多次读取；且需要保证读取服务的负载均衡和稳定性，因此采用 centinel 集群，结构采用 hashmap

key：年份 + 学校 id + 学号 id

field：科目名

val：试卷

写流程：用 mysql 做持久化，先查 mysql 有数据没：没有直接写 db 并将结果同步到 redis master；有则看是否有不一样的地方：没有就不做处理，有则更新 db 对应记录，并更新 redis master；

读流程：直接读 redis 从，没有则去 db 读取：能读到则同步写入到 redis master，不能读到，返回错误；

计算 Redis sentinel 集群的服务器数量和性能：

考试时，试题的读取为 5 万 QPS，一般单台 redis 的性能为 5W-10W(QPS)之间

Redis sentinel 模式为了保证高可用，一般最少为 3 节点(奇数节点防止脑裂)采用经典的三节点即可，因为 sentinel 耗费的资源不多，工作为监控，选主，通知。可以把 sentinel 和本身的三节点部署一起即可。需要 3 台机器。读写性能 15 万 QPS+主流配置的服务器，带宽 15M+，单台 redis，加上做一些优化，基本可以 hold 住。引入 redis sentinel 一个是为了增加性能，底子上也是 master-slave 的模式。另一个原因就是为了高可用。