一、用户行为建模和性能估算

假设每门学科每年 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） * 1000（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。

假设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

性能汇总：

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。

二、考试试卷存储方案设计

2.1 数据结构设计

• 数据结构：String 类型

  Key：学校 ID + 课程 ID + 考试 ID。

  Value：试卷内容是为 JSON 格式。

2.2 读写分析

• 老师上传试卷时，根据学校 ID + 课程 ID+ 考试 ID，将试卷内容的 json 格式写入 redis；

• 学生考试时，根据学校 ID + 课程 ID+考试 ID，获取试卷内容，请求完整试卷内容。

三、服务器数量和性能

1）redis 单机性能：TPS 5~10 万

2）性能要求：查询 QPS：5 万/s，写入 TPS：1700/s。

因此服务器数量选择：

Sentinel 集群：3 台；Redis 集群：2 台（主从架构）