前言

本文是学生管理系统详细架构设计文档，用于指导学生管理系统后续的开发、测试和运维。

1. 业务背景

随着学校规模的扩大和学生数量的增加，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。尤其是学生信息管理数据信息量大修改不方便，对一系列数据进行分析时花费时间长。

基于以上背景，需要引入学生信息管理系统，总体任务是实现学生信息关系的系统化、规范化、自动化，其主要任务是统计学生各类信息进行日常管理，如查询、修改、增加、删除、以及学生选课、成绩的查询等。

2. 约束和限制

• 要求可以通过公网域名访问

• 要求至少 3 人合作完成

• 能够支撑管理 1000 个学生

3. 总体架构

[必选，描述经过备选架构决策后定下来的架构方案，这一章主要是描述架构的 3R：Rank、Role、Relation]

[技巧：1. 系统边界白盒图描述系统内的角色与外界的交互(Rank + Role + 外部 Relation)；2. 系统架构图来描述内部的 Role + 内部 Relation]

[注意：不建议一张图同时描述系统架构的 3R 以及与外界的交互，因为图太复杂，画系统边界白盒图的时候，系统内部的 Relation 可以不画]

3.1 架构分析

[可选，这部分主要是架构复杂度的分析，基本上从备选架构文档中提炼关键内容过来即可]

[样例：

3.1.1 高可用

对于微博子系统来说，如果消息丢了，导致没有审核，然后触犯了国家法律法规，则是非常严重的事情；对于等级子系统来说，如果用户达到相应等级后，系统没有给他奖品和专属服务，则 VIP 用户会很不满意，导致用户流失从而损失收入，虽然也比较关键，但没有审核子系统丢消息那么严重。

综合来看，消息队列需要高可用性，包括消息写入、消息存储、消息读取都需要保证高可用性。

]

[技巧：常见的复杂度都要覆盖到，即使分析后不涉及也要描述，避免评审的时候被人认为遗漏了关键点]

3.2 总体架构

• 采用 Nginx 作为反向代理服务器

• 系统拆分为三个模块，每个模块作为一个子系统单独部署，所有子系统共用一套数据库

• 一套数据库包含一台主 MySQL 和一台备 MySQL，主备数据复制

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 学生子系统

• 面向所有用户角色，提供系统登录功能

• 提供管理员账号，支持管理员添加教师账号、系统自动生成学生账号

• 支持手机号、微信等账号绑定，账号自助找回功能

• 提供组织管理、文件上传/下载、课程查询、成绩查询、文件查询等功能

4.1.2 课程子系统

• 支持课程体系的录入及类比选择，提供排课功能和教材管理

• 提供试卷区域分割功能，支持日常成绩管理和试卷评分判定

4.1.3 权限子管理

• 提供注册、登录、信息修改等功能

• 提供角色、用户、权限管理等功能

4.2 关键设计

[必选，描述系统的一些关键设计点是如何实现和取舍的]

[样例（如果你有兴趣，可以对比一下 kafka 的文档：Kafka design）：

1）消息发送可靠性

业务服务器中嵌入消息队列系统提供的 SDK，SDK 支持轮询发送消息，当某个分组的主服务器无法发送消息时，SDK 挑选下一个分组主服务器重发消息，依次尝试所有主服务器直到发送成功；如果全部主服务器都无法发送，SDK 可以缓存消息，也可以直接丢弃消息，具体策略可以在启动 SDK 的时候通过配置指定。

如果 SDK 缓存了一些消息未发送，此时恰好业务服务器又重启，则所有缓存的消息将永久丢失，这种情况 SDK 不做处理，业务方需要针对某些非常关键的消息自己实现永久存储的功能。

2）消息存储可靠性

消息存储在 MySQL 中，每个分组有一主一备两台 MySQL 服务器，MySQL 服务器之间复制消息以保证消息存储高可用。如果主备间出现复制延迟，恰好此时 MySQL 主服务器宕机导致数据无法恢复，则部分消息会永久丢失，这种情况不做针对性设计，DBA 需要对主备间的复制延迟进行监控，当复制延迟超过 30 秒的时候需要及时告警并进行处理。

3）消息如何存储

每个消息队列对应一个 MySQL 表，消息队列名就是表名，表结构设计为……(此处请自行补充）

]

[技巧：常见的关键设计点包括高性能、高可用、可扩展、安全等]

4.3 设计规范

• 学生子系统、课程子系统、权限子系统均使用 SpringBoot 开发，持久层框架使用 Mybatis

• MySQL 使用 Innodb 存储引擎

5. 质量设计

5.1 可测试性

5.2 可维护性

5.3 可观测性

5.4 成本

6. 演进规划

6.1 学生管理系统一期

6.2 学生管理系统二期

[必选，可以是演进规划，也可以是项目计划，需要描述每个里程碑或者版本具体要实现的能力]

[样例：

6.1 消息队列一期

6.2 消息队列二期

]

[技巧：开发阶段快速迭代，小步快跑，但要基本完善后才能正式推出给其他人用]