前言

本文是外包学生管理系统的详细架构设计文档，用于指导后续的开发、测试和运维。

1. 业务背景

随着学校的规模不断扩大，学生数量的增加，需要处理的信息也日趋增大。不仅花费大量的教师资源，处理效率也十分低下。本系统主要解决的问题有：

1. 相比原有人工管理，提供更多管理能力。

2. 省去人工整理、备份数据的成本。

主要实现以下能力：

1. 教师可以实现学生管理、课程管理、作业批改、安排课表等工作。

2. 学生可以实现，查询课表、查询成绩、作业提交等功能。

2. 约束和限制

约束和限制：

1. 高可用：数据不能全部丢失、应用可用性达到基本可用（不可用时间小于 99%，即每年 87 小时）

2. 可扩展性：业务需求比较复杂。

3. 高并发：至少支持 1000 名学生的并发访问。

4. 能够公网访问

3. 总体架构

3.1 架构分析

1. 存储高可用

对于学生管理系统来说，学生信息、课程信息数据丢失，是非常严重的事情；

1. 存储高性能

由于系统管理类功能居多，因此存储层是影响系统性能的主要因素。

1. 应用高可用

对于学生管理系统来说，部分内容短暂的不可用是可以接受的，

1. 应用高性能

由于系统管理类功能居多，因此应用层性能压力不大。

综合来看，存储高可用、存储高性能是本系统的主要需求。

3.2 总体架构

由于系统业务比较复杂，因此将系统分为学生子系统、课程子系统、权限子系统。

学生子系统：主要为学生提供个人信息管理、课程信息查询、作业提交、考试查询、考试成绩查询等功能。

课程子系统：主要为老师提供课程管理、考试管理、作业管理等功能。

权限子系统：主要对学生账号、教师账号进行管理、审批。

三个系统通过存储层实现互通。

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 学生注册与审核

4.1.2 学生课程中心

4.2 关键设计

4.2.1 存储高性能

由于学生、课程、考试、作业等数据的并发访问压力并不会很高，因此 MySQL 即可满足需求，并很容易通过索引增加访问性能。

4.2.2 存储高可用

存储采用主从架构，复制算法采用多数复制，防止数据丢失。

4.3 设计规范

1. 负载均衡采用 Nginx 进行

2. 应用服务器采用 SpringBoot + Mybatis

3. MySQL 使用 InnoDB 存储引擎

5. 质量设计

可维护：

部署：应用使用 spring-boot-maven-plugin 插件进行打包，在服务宕机时，可以很容易进行重启。

配置：配置全部写在 app.conf 中，参数修改也非常容易。

扩展：应用性能不足以支撑时，可以很容易部署更多实例，通过 nginx 进行负载均衡，以满足性能要求。

可测试：

由于多数功能都为管理类功能，提供完善的详细设计文档，以供测试同学进行白盒测试。

可观测性：

通过 nginx 日志可以很容观察应用的响应日志及耗时等情况。

成本：

前期可以合并部署的方式进行。

6. 演进规划

一期：权限管理子系统、学生管理子系统先行收录学生信息。

二期：提供课程管理功能、考试管理功能。