千万级学生管理系统的考试试卷存储方案

一、Redis 的数据结构设计

考试试卷的题目以及不同考试版本的试卷，在 MySQL 集群中进行存储和管理，教师根据题库中的题库，或者历史的试卷，来进行组卷，并设置发布考试（包括应试学生、试卷 ID、考试起止时间）；在到达计划考试时间前，系统把 MySQL 集群中相应的试卷及题目，复制到 Redis 中；当考试开始时，学生登录后，从 Redis 中读取试卷，并作答。

所以，在 Redis 中，使用 Sorted Sets 数据结构来存储试题：

key：(学校 ID:院系 ID:专业 ID:课程 ID:学期 ID:)考试 ID

score:题目的序号

member:题目标题、类型及选项/内容（可使用 json 的形式存储，包括题目中其他属性或其他格式的内容，如图片、公式等）

用 Sets 来存储临时答案：

key：学生 ID:考试 ID:题目 ID

member：临时答案

另外，可以使用 Hashes 来存储试卷和应试学生的对应关系，便于展示读取

key：学生 ID

field：考试 ID

value：考试状态

key：考试 ID

member：学生 ID

value：考试状态

二、具体的读写流程

分三个步骤：

1. 教师组卷

2. 考试前

3. 考试时

三、Redis sentinel 集群的服务器数量和性能

由于根据业务及学生数量估算：

1. 在校学生考试结果存储：2.4T；

2. 离校学生考试结果存储：每年增长 0.6T；

3. 试卷请求 QPS：5 万/s；

4. 提交试卷 TPS：1700/s。

因此使用三个 Redis Sentinel，一主两从的 Redis 架构方式。

按照以上设计，Redis 中只临时存储试卷信息，所以其配置为 4G 即可。