千万级学生管理系统的考试试卷存储方案

1. 估算性能要求

1.1 用户量估算

用户量定为 1000 万

1.2 用户行为建模

• 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。

• 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

• 考试集中在上午 4 小时和下午 4 小时

• 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

1.3 性能需求计算

• 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。

• 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。

2. 选择存储系统

2.1 考试试卷存储

选用 Redis sentinel 作为考试试卷存储

2.2 考试结果存储

选用 MySQL 分库分表存储

2.3 考试答题内容存储

选用 HBase 集群存储

3. Redis 存储方案设计

3.1 数据结构设计

Key：学校 ID + 学科

Value：选择 List，List 可将题目有序且条理列出

3.2 读写分析

考试开始后，直接根据学校和考试科目获取到试卷内容即可。

采用 List，无需针对题目格式作过多解析，降低复杂度。