模块四课后作业 - 设计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。

作业内容

一、试卷存储-redis 数据结构设计

1、试卷整体信息

【数据结构设计】

Key：String，学校 ID + 课程编号（schoolId + subjectNo）

Value：String，采用 JSON 字符串，方便扩展

【读写分析】

(1)、老师在界面上设计试卷时，需要选择学校、课程编号、规则、考试说明等信息，提交后组装成 JSON 字符串，保存到 redis，JSON 字符串字段可支持扩张。

(2)、学生打开试卷，从 redis 中读取 JSON 字符串，展示在界面

2、试卷题目内容

【数据结构设计】

key：String，学校 ID + 课程编号 + 试卷编号（schoolId + subjectNo + paperNo）

value：hash，无序，不重复，采用 hash 结构清晰，数据定位快

hash key：String，题目类型 + 题目编号（type + qustionNo）

hash value：String，采用 JSON 字符串

格式如：{“title”:{…},“type”:1,“option”:{…},“rule”:{…},…}

【读写分析】

(1)、老师在界面上设计试卷时，支持手工输入题目或从题目中选择，确定提交后系统会组装成 JSON 信息，保存到 redis。字段包括：题目类型、题目编号、题目头、题目选项、题目规则等。

(2)、学生打开试卷，从 redis 中读取 JSON 字符串，界面上根据题目编号填充相应 JSON 信息渲染成考试试卷。

二、试卷读写流程

（1）、老师录入考题或从题库中选择，试题准备好后 json 形式提交到后台，后台系统校验格式后存储到 redis sentinel 集群；

        redis sentinel 集群，存储 K,V 数据后返回结果到后台系统，后台系统返回结果到老师界面。

（2）、学生打开试卷调用后台系统，后台系统向 redis 读取 k,v 数据，后台处理并组装成 json 字符串向前端输送，学生界面渲染出试卷。

三、试卷存储-Redis sentinel 集群的服务器数量和性能

【服务器数量】

1 主、2 从、3 哨兵

【服务器性能】

3 台数据节点服务器，redis 单台性能可达到 10W+，3 台 QPS 可到 30W+，足够满足 5w 的 QPS 需求；

3 台哨兵服务器提供监控，确保系统高可用。