架构实战营 模块 4 作业

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 Redis sentinel 的初步方案设计，完善考试试卷存储方案，具体包括：

1）完善 Redis 的数据结构设计，明确具体使用哪种 Redis 数据结构

2）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）

3）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】性能可以有一定冗余如果对 Redis sentinel 不熟悉，请参考官方文档： https://redis.io/topics/sentinel

1、数据结构设计

Key：学校 ID+试卷 ID

Value：sorted set 类型，按题号排序，试题内容采用 json 格式

2、读写流程

发布试卷：

客户端根据学校 ID+试卷 ID 提交试卷所有题目，也可根据学校 ID+试卷 ID+题号修改某个试题

读试卷：

客户端根据学校 ID+试卷 ID 请求某个试卷对应的 set 从而获取试卷内容。

3、服务器数量和性能估算

假设每个大学平均 5 万人，1000 万人大概有 200 所大学，假设每所大学平均 100 个专业，每个专业设置 20 门课，则试题种类有 200（所大学）*100（个专业）*20（门课程）=40 万种试题

假设每道题题目描述平均 300 字，每个试卷的大小为：44（道题）*200（中文字）*3(字节，UTF8 编码）=26400 字节 大约为 26Kb

那么一年的考试试卷需要的存储空间为 40 万*26Kb*2（次考试）=20800000Kb 大约为 20GB

该容量单机内存足够存储，因此 redis sentinel 数据节点采用一主两从，每台内存为 32G，sentinel 节点采用 3 个，总服务器至少 6 台。

单台 Redis 提供 5～10 万 TPS，2 台从节点接受读请求，总共可提供 10 万～20 万 QPS