千万学生管理系统试卷存储方案

【数据结构设计】

使用 Redis 的 String 数据类型作为存储。

key： 课程 ID：学期：批次编码

value：json 格式存储为字符串

【持久化策略】

试卷数据比较重要，redis 更适合做缓存，因此考虑将试卷数据写入 MySQL 一份作为持久化存储；

此处可以使用 Write behind 机制，由服务端线程异步写入 MySQL

【读写分析】

1.老师提交设计好的试卷，试卷序列化成 json 格式存储至 redis 中；异步线程会同步试卷数据至 MySQL

2.考试开始，学生请求试卷，先通过课程、学期、批次编码组合成 key 查询 redis 中的试卷信息

【性能、容量预估】

• 试卷存储空间评估

假设平均每道题 300 字，那么平均每张试卷：44（题数）* 300（字数）* 3（字符编码）=38K 左右，考虑存储为 json，按 40K 来算；

假设平均一个大学在校人数 4 万人，1000 万学生预计 250 所高校。假设每所高校每年 200 门课程要考试

250（高校）* 200（课）* 2（考试次数）* 40k（试卷大小）= 4G 左右；

考虑到估算误差及扩展需要，建议 redis 内存配置至少 8G，推荐 16G 以上；

• 性能评估

redis 单机读取简单 kv 结构能轻松到万，甚至十几万；试卷请求预计 5W/s 的 QPS，因为数据结构并不是特别复杂，所以预计单机的性能即可满足；

网络带宽预估：40K（试卷大小）* 5W/s = 2Gbps 左右

但是因为考虑到高可用，需要采用 sentinel 架构，所以最后的配置是：

Sentinel 节点：3 个组成高可用集群，实现自动切换；

数据节点：一主一丛，主从要同样的配置，组成复制架构，配置均为 4C16G；

带宽：至少保障带宽 2Gbps 以上；