设计千万级学生管理系统的考试试卷存储方案

评估性能需求

【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。

选择存储系统

Redis sentinel

设计存储方案

设计数据结构

1. 每个学校、科目使用的试卷不一样，且存在不同版本（A/B 卷），因此符合一个 kv 存储，

key：学校 id + 科目 id + 试卷版本

value：具体试卷题目，因为答题过程中有可能在试卷中选择不同的题目跳答（需要分屏显示试题），因此选择 hashtable 结构，其中 field 为题目序号，val 为具体题目 string；这样每次读数据

为什么不用 string 存储每张试卷？容易有 big key，一般 redis 超过 10w 就容易产生 big key，影响读写效率

为什么 key 不细化到题目纬度，val 直接存储每道题目：防止 key 过多，单机无法放下得需要数据分片，不符合简单/合适原则；

验证读写场景

试卷创建：出题时创建一次

试卷查询：考试期间，学生并发多次请求试卷的不同的题目进行答题，需要根据学生的班级，组合其学校+考试科目+试卷版本形成 key，去 redis 查询出对应科目的考试试卷，然后根据学生答题序号选择对应的题目返回。

试卷删除：考试完成后，定期删除一次

评估读写性能

因为 QPS:5 万/s;，正常 redis 单机的读写性能 5-10w，因为我们需要考虑考试期间单机故障需要仍能保持可用；而 sentinel 哨兵节点其维持 3 台 redis 机群的选主和监控的计算量并不大，因此最好使用 3 台 1 核 2G 作为 sentinel 机器；选 3 台 32 核作为数据节点即可。