架构实战营模块四课后作业

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。

答案：

1. Redis 数据结构

用 String 类型的数据结构来存考卷。

数据结构设计：

Key： 学校 ID + 科目 ID + 考试 ID

Value：试卷内容 Json

2. 读写流程

试卷平时存储在 mysql 或者 hdfs 等文件式存储中，在考试开放之前通过 key 加载到 redis 集群中，redis 集群完成主从复制。

考试开始时，客户端或浏览器调用服务端接口，通过计算节以及对应的 key 取出对应的考试 Json 串解析，并加载到前端。

3. 读写性能、集群规模

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。

Redis 单机已经能满足 5 万每秒的简单查询，哨兵模式至少三个哨兵实例，所以采用一主两从，由于写入不频繁，所以不用做读写分离，预计整体集群可支持 15 万 QPS。

存储要求：500（学校数）*20（20 门课）*2 （考试次数）*2（学期） *20KB ≈ 800M 假设每 5 年更新一轮试卷，总存储量在 4000M = 4G 内存 留 50%富余量，则集群为 8G 内存机器三台搭建 Redis sentinel 集群即可满足存储要求。