关于千万级学生系统考试的思考

1. 针对考试试卷设计建议选择字符串作为存储。

选择原因:

• 基于试卷的数据特点，单张试卷文字内容并不大，而且一但确定之后数据具有不可变性。

• 基于读取效率，列表存储虽然可以按照题目一条条保存，但是读取效率没有字符串高。

2. 1) 教师端:教师创建试卷,不同页码数据保存不同的列表中，页码作为主键创建列表，题目加入列表。学生考核哪张试卷,直接按学生学号写入 reids。

2）学生端: 学生按照学号请求业务服务器，业务服务器通过学号从 redis 获取当前学生的考卷 id，再通过考卷 id 和页码获取题目信息，服务端把考题转成 json 返回客户端。学生提交答题情况，由于 redis 存在数据丢失风险，不考虑使用 redis 存储答题结果。

3. 假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

每个学生一天参加 4 场考试，每场考试分为 A\B 两张试卷。存储考生信息加考卷信息并不需要太多内存，单机 4g 内存足够了，主要问题就是峰值 5 万 QPS。

下面是官方给出双核处理器单机处理能力，GET 每秒大约可处理 20 万笔、列表处理能力 100 条数据内大约可处理 4 万笔。

• Redis version 2.4.2

• Default number of connections, payload size = 256

• The Linux box is running SLES10 SP3 2.6.16.60-0.54.5-smp, CPU is 2 x Intel X5670 @ 2.93 GHz.

Test executed while running Redis server and benchmark client on the same CPU, but different cores.

Using a unix domain socket:

$ numactl -C 6 ./redis-benchmark -q -n 100000 -s /tmp/redis.sock -d 256
PING (inline): 200803.22 requests per second
PING: 200803.22 requests per second
MSET (10 keys): 78064.01 requests per second
SET: 198412.69 requests per second
GET: 198019.80 requests per second
INCR: 200400.80 requests per second
LPUSH: 200000.00 requests per second
LPOP: 198019.80 requests per second
SADD: 203665.98 requests per second
SPOP: 200803.22 requests per second
LPUSH (again, in order to bench LRANGE): 200000.00 requests per second
LRANGE (first 100 elements): 42123.00 requests per second
LRANGE (first 300 elements): 15015.02 requests per second
LRANGE (first 450 elements): 10159.50 requests per second
LRANGE (first 600 elements): 7548.31 requests per second

按照序列图请求，一个学生至少需要请求两次 redis 才能获取题目信息，一次参加的试卷，一次是试卷题目。按照官方数据 1 台服务器就能满足。但是单台服务器存在极大风险，机器出故障将会影响到学生考试。建议至少搭建 2 台服务器，组成 2 主 2 从 2 哨兵的方案。