作业内容

【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。

【提示】

1. 性能可以有一定冗余。

2. 如果对 Redis sentinel 不熟悉，请参考官方文档：https://redis.io/topics/sentinel。

存储总体方案

试卷存储方案设计（Redis Sentinel）

存储结构设计

【需求分析】

试卷场景可能存在两种情况：

一种是固定试卷，由教师编写好题目。再有学生获取试卷内容进行答题。

一种是随机试卷，由系统根据针对每个学生在题库中抽取题目，生成试卷。

由于试卷的题目一般都是有顺序的，且学生在答题过程中，可能会回到之前答过的题目进行回答。所以考虑使用 Sorted Set 结构对试卷题目进行存储。

Sorted Set 结构，内部的元素会按照权重 score 进行排序，可以得到每个元素的名次，还可以通过 score 的范围来获取元素的列表。

学生试卷后可能存在，根据题库随机出题的情况。

【数据结构设计】

Key ：学校 ID + 学科 ID。

value：{ 题目 json，题目 json，题目 json，...}

权重：{1,2,3,...}

【读取写流程】

1. 学生根据学校 ID 和学科 ID 查询该学科的考试题目

2. 学生可更具学校 ID，学科 ID,权重(题目序号)查询单个题目的信息。

服务器数量

性能需求

1. 试卷请求 QPS：5 万/s；

2. 提交试卷 TPS：1700/s。

Redis 性能参考

Redis 的单机性能达到 10 万 QPS

设计

采用 Redis Sentinel 架构。使用三台 ECS 服务器，以保证 Redis 服务的可用性。