模块四

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 Redissentinel 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 Redissentinel 集群的服务器数量和性能

已有的性能估算：

1、每门考试的题目 20 判断题、20 选择题、4 道大题（答案 200 字以 内）；

2、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。

性能估算：

每个专业每年级有 10 人到 500 人，平均 150 人，试卷 1000 万*20/150=140 万份；

读取性能：

每张试卷，约 20K 文字，20M 图片：

【20*100 字+20*（100 字+4.5 选项*22 字）+4*150 字=4600 字=5000 字=15K；

图片大约 20 张，按 20M 算；图片链接：20*200 字符=4K】

文字：140 万*20K=1400*20M=28G，（压缩估计可以减少一半，留做冗余）图片：28T

试卷本身用单机可以存储，用主备复制架构

图片用 HBase 集群的分片架构

写入性能：

试卷一般是老师提前录入的，不需要考虑写入的高性能

图片设计：

【数据结构设计】 Key：学校 ID+专业年级 ID+试卷编号 ID+pic。

ColumnFamily：test。

Column：pic。

【读写分析】 1. 下拉试卷，直接按照 key 读取即可；应用层进行缓存。

试卷设计：

【数据结构设计】 Key：学校 ID+专业年级 ID+试卷编号 ID。

ColumnFamily：test。

【读写分析】 1. 下拉试卷，直接按照 key 读取即可；应用层进行缓存。

最大的 QPS 为请求试卷，5 万/s，1 台 redis 就可以支撑

redis sentinel 集群至少 3 个 sentinel 节点，3 个 redis 数据节点，因此 redis 服务器的数量至少 6 台

redis3 个数据节点，1 主 2 从读写分离，并发读的能力约 15 万左右，达到性能要求。