考试试卷存储方案

试卷分析

考试试卷的题型分为判断题、选择题、简答题，一般试卷会安装判断题、选择题、简答题的顺序来进行出题，各个题型内部一般按照由易到难的顺序进行出题，题目不能重复。所以在题型部分采用 hashtable 数据结构，key 为题型，value 为题型对应的题目列表，由于题型内部要按照由易到难的顺序进行出题，所以 value 部分采用 sorted set 数据结构，按照难易程度进行排序。由于 redis 不支持数据结构嵌套，所以使用试卷 ID+题型为 key，value 为题型对应的试题有序 set。

数据结构设计

试卷 ID+判断题：(题目 1，题目 2，题目 3 …)

试卷 ID+选择题：（题目 1，题目 2，题目 3 …）

试卷 ID+简答题（题目 1，题目 2，题目 3 …）

读写分析

老师生成试卷

老师可以根据课程生成考试，一般会按照题型的顺序进行试卷生成，并将试卷保持到 redis 中。

学生请求试卷

开始考试之后，学生会登录到考试页面请求考试题目，考试模块会根据当前考试的 ID 请求对应的试卷，按照判断题、选择题、简答题的顺序返回给前端页面，前端页面会缓存当前考试题目，页面刷新或者重开不需要再次请求考试题目。

考试性能估算

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。

假设平均每学期每学科考两次试，每个学生每学期修 20 门课，一次考试按照 20 个判断题，20 个选择题，4 个简答题来计算，每个题目正文平均为 60 个字符。

每次试卷请求大小 （20 + 20 + 4）* 60 = 2640

每秒请求数据大小  2640 * 50000 = 132Mbps

每年试卷存储大小  2 * 20 * （20 + 20 + 4）* 60 = 105600

Redis 单机性能量级：TPS 大概为 8 万/秒，QPS 大概为 10 万/秒

从估算的请求数据大小、qps 来看单机也可以满足性能要求，由于试卷一般都是提前生成，所以可以不考虑写入的情况，但是考试一般时间较短，需要考虑高可用防止出现单节点故障，所以可以考虑 redis sentinel 部署模式，让 Sentinel 来监控 redis 集群实例的状态，并提供自动故障迁移功能。

Redis sentinel 部署架构