第四周作业 - 千万级学生系统课程存储设计

【作业要求】

1. 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：

2. 完善 Redis 的数据结构设计，明确具体使用哪种 Redis 数据结构。

3. 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)。

4. 对照模块 4 第 6 课的性能结果，计算 Redis Sentinel 集群的服务器数量和性能。

约束限制

1. 学校学生人数按千万人计算

2. 在校学生考试结果存储：1000 万 * 20（课）* 2（考试次数） * 1000（答案）* 2（学期） * 3（学年）= 2.4T

3. 离校学生考试结果存储： 2.4T / 4 = 每年增长 0.6T

4. 试卷请求 QPS：1000 万 * 20（课）/ 20(周末不考试） / 4（每天 4 堂考试）/ 1 分钟 = 5 万/s

5. 提交试卷 TPS：1000 万 * 20（课）/ 20(周末不考试） / 4（每天 4 堂考试）/ 30 分钟 = 1700/s。

存储架构图

Redis 数据结构

• 试卷

数据结构: String

key : EXAM_学校 ID_学科 ID_学期 ID_考试 ID value:试卷内容（json）

key:EXAM_QH001_MATH001_01_01value:{"title":"XXX考试试卷","count":30,"item":{   "No1":{"type":1,"content":{"item":"1+1=2?","T":0,"F":0}},   "No2":{"type":2,"content":{"item":"1+1=()","A":0,"B":1,"C":2,"D":3}},   "No3":{"type":3,"content":{"item":"请简单阐述你对架构的理解","desc":""}} }}

• 答卷

数据结构: String

key : ANSWER_学校 ID_学科 ID_学期 ID_学生 ID value:试卷答案（json）

key:ANSWER_QH001_MATH001_01_0056value:{    "id":"试卷id",    "score":98,    "timestamp":1673613379000,    "result":[        {            "key":"No1",            "value":true        },        {            "key":"No2",            "value":"C"        },        {            "key":"No3",            "value":"华仔的架构课程YYDS"        }    ]}

交互流程

Redis sentinel 集群的服务器数量和性能

三台 redis 服务(1 主 2 从) + 三台 sentinel（防止脑列）

试卷请求 TPS：5 万/s、提交试卷 TPS：1700/s、Redis 单机 TPS 5-10w

服务器数量 为 3 台服务器组成集群，性能能到 15~20w+ TPS