千万级学生管理系统考试试卷存储方案设计

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：

• 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 Redis sentinel 集群的服务器数量和性能。

数据结构设计:

使用 String 这种数据结构，key 就是试卷的 id，value 就是试题序列化后的 JSON 字符串

• key：collegeId:#{collegeId}:courseId:#{courseId}:term:#{term}:midtermOrFinal:#{midtermOrFinal}

• value：#{testPaperContent}

读写流程分析：

1. 老师在考试前录入试卷内容，系统拼接 key 存储为 String 类型。

2. 学生登录并进入相应科目考试页面，系统根据 key 读取试卷内容。

存储系统设计：

存储架构逻辑

千万级学生管理系统规模，按照 1000 万在校学生峰值计算出请求试卷的 QPS 为 5 万，同时认为 5 万即是有一定冗余量的均值 QPS。考虑开卷前 1 秒的“秒杀效应”，峰值按 3 倍估算，即 15 万 QPS。

存储架构设计：

主要的压力来自读请求，考试开始时所有学生读取的是同一份试卷。

服务器数量及性能需求：对于 5w/s 的 QPS 请求，需要 4 核 8G 的 5 台服务器，3 台搭建 Sentinel 集群，2 台 redis 服务器一主两从，客户端对读请求通过轮询、加权轮询等算法实现负载均衡。