概述

基于 Redis Sentinel 集群，设计千万级学生管理系统的考试试卷存储方案。

关键性能需求回顾如下：

• 试卷请求 TPS：5 万/s

数据结构设计

试卷数据采用 List 进行存储，具体格式如下：

Key 格式为：

TestQuestions:<学校标识>:<科目标识>:<考试时间>:<试题版本>

Value 采用 List 进行存储，每道试题按顺序依次存储在 List 的元素中。

简要分析如下：

• 按照学校、科目作为标识，可将不同学校不同科目的试题分别存储到到不同的 k-v 数据中，一方面 5 万 QPS 请求会分散到不同的 k-v 上，另一方面也便于对数据进行管理维护

• 按照学校科目分 key 之后，其对应 Value 的 List 不会太长（不会有一门考试有成千上万道试题的情况），因此，获取整个 List 的数据可以在短时间内完成，不会存在性能问题

读写流程设计

1. 顺序写入考试试题时，通过 RPUSH 操作写入试题内容。

2. 修改某道考试试题时，通过 LSET 操作进行修改。

3. 删除某道考试试题时，通过 LREM 操作进行删除。

4. 获取试题列表时，通过 LLEN 获取总题数、通过 LRANGE 获取试题列表。

服务器资源估算

基于上述数据结构设计，对服务器资源估算分析如下：

1. 按照学生管理系统总共承载 3000 所高校、平均每所高校 1000 门考试，平局试题内容 100K 计算，每年总共需存储的试题容量约为 300G。

2. 假设 Redis 集群存储 2 年的数据作为热数据，其余数据每年在非考试期间进行归档。

3. 对服务器性能进行一定程度的冗余以应对突发情况。

综合上述考虑，拟定服务器资源需求如下：