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:

• 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。

一、数据结构设计

采用 Redis Hash 结构存储

Key：学校 ID

Field：年级 ID + 学科 ID

Value：试卷内容，JSON 格式

二、读写流程分析

1、老师在考试后台编辑好试卷题目后提交，试卷内容按照学校 ID 作为 key，对应年级 + 学科 ID 作为 field 保存进 Redis 中

2、学生考试时，根据学校 ID 和年级、以及对应考试学科 ID 从 Redis 中读取试卷内容

三、Redis Sentinel 集群服务器数量和性能

• Redis 的请求压力主要来自当前学期考试的试卷请求，所以 redis 主要存储当前学期需要考试的试卷即可

• 按照估算，每个学生平均一学期 20 门课，即一间学校一个年级一学期 20 门课，一学校只有前三年考试，所以一间学校的考试试卷数量为 = 20 * 3 = 60

• 假设平均一学校 5 万在校生，1000 万学生共 200 间学校。 所以试卷总数量 = 200 * 60 = 12000

• 假设一张试卷 1M 大小。即内存总数量 = 12000M = 12G，预留 2 倍 buffer。

• 根据估算，请求试卷 QPS 约 5 万，预留 2 倍 buffer。

综上所述，对于 Redis sentinel 集群的服务器性能要求：存储容量 24G，QPS 10 万

因此可使用分片 + 主备架构，两台 redis master（每实例 9G） + 两台 redis slave，另外需要三台 sentinel 服务