考试试卷存储方案

用户行为建模和性能估算 - 考试

假设每门学科每年 2 次考试，每个学生平均一学期 20 门课，考试采取机考的方式，每门考试的答案 20 判断题、20 选择题、4 道大题，全国一共有 10 万学校。每场考试的只有一份试卷，试卷分和基本信息和题目信息，考试前学校为对应班级的所有学生分配对应考试的权限，一个考生同时只会有一场考试的权限，

考试试卷的性能评估：

• 试卷大小：10 万学校 * 20（课）* 3（年级数量）*100KB（每场考试试卷大小） / 20(周末不考试）/ 4（每天 4 堂考试）/ = 7.2G，为避免考试集中在最后几天，容量设计为 16G。

• 请求试卷：1000 万 * 20（课）/ 20(周末不考试） / 4（每天 4 堂考试）/ 1 分钟 = 250 万请求/分钟 ≈ 5 万/每秒。

性能要求：

• 试卷请求 QPS：5 万/s

• 同时考试的试卷存储大小：16G

存储架构设计：

• 存储架构图

为保证高可用，配置 3 个哨兵（4C8G）和 1 主 2 从的 Redis 服务器（8C16G）

• 数据结构

考试基本信息使用 Hash 数据结构存储

key："exam_base_"+学校 ID+班级 ID

value：{"考试 ID":1, "学科":"语文","考试时长":120,"满分":100,......}

考试题目信息使用 List 数据结构存储

key："exam_paper_"+考试 ID

value：考试题目的列表

• 读写分析

老师制定好考试试卷和考试时间之后，学生管理系统后台任务提前 10 分钟将考试基本信息和题目信息缓存到 redis 中，学生登录后，点击开始考试，根据学生的学校 ID 和班级 ID 从 redis 获取自己的考试 ID，根据考试 ID 获取考试题目信息。