选课系统设计

1. Redis 存储时间管理

  • 存储开始时间和结束时间。
  • 通过定时任务在到点时删除这两个 key，以开放选课。

2. Redis 缓存课堂信息

  • 存储课堂信息（包括 ID、课程 ID、教师 ID、课堂限选人数）。
  • 通过 Redisson 设置课堂信息的分布式信号量：
    • Key：课堂 ID
    • Value：限选人数

3. 学生选课流程

  • 学生开始并发选课，点击选课按钮。

    • 情况 1：如果 Redis 中 jwxt:xkmk:xkxx 没有数据，则插入数据（假设学生 ID 为 1001，课堂 ID 为 001）：

      • 执行命令：SET jwxt:xkmk:xkxx 1001-001 1
      • 同时减少信号量数据：boolean f = redisson.getSemaphore("001").tryAcquire(1);

    • 情况 2：如果有数据但为 0，则修改数据：

      • 执行命令：SET jwxt:xkmk:xkxx 1001-001 1
      • 同时减少信号量数据：boolean f = redisson.getSemaphore("001").tryAcquire(1);

    • 情况 3：如果有数据且为 1，则返回信息：已选该课程（前端应转换为退选按钮，但可能因网络抖动出现此情况）。

4. 学生退选流程

  • 如果有数据且为 1，则插入数据（假设学生 ID 为 1001，课堂 ID 为 001）：

    • 执行命令：SET jwxt:xkmk:xkxx 1001-001 0
    • 同时增加信号量数据：boolean f = redisson.getSemaphore("001").release();
    • 为防止超出初始值，使用 Lua 脚本进行增加判断。

  • 如果有数据但为 0，则提示：该课程已退选。

  • 如果 Redis 中 jwxt:xkmk:xkxx 中没有对应数据，则返回信息：该课程未选。

5. 数据持久化与消息队列

  • 将需要直接持久化到 MySQL 的数据（如选课单和退选单）放入消息队列（MQ）中。

    • 示例：当用户 1001 先选了课堂 001（状态为 1），然后又点击退选（状态为 0），这些操作先在 Redis 中修改，同时将这两个操作放入 MQ。

  • 根据用户 ID 1001 进行队列取模，确保每个用户的所有操作都在一个队列上，保证顺序消费。

  • 消费者端加上分布式锁，锁粒度为用户课堂级别：

    • Key：user_lock_1001_101
    • 确保每个用户在操作一个课堂的选课退选时上锁，但不影响其他操作，保证顺序消费和高并发。

  • 为了保证幂等性，防止消息重试导致的重复消费，添加 Redis 锁：

    • Key：数据的唯一 ID
    • 设置过期时间为 10 秒。
    • 多个线程尝试持有锁，成功则执行操作，失败则放弃执行。

6. Redis 数据结构

  • String: 存储开始时间和结束时间

    • Key: kssj
    • Value: 2024-10-03

  • Hash: 存储课堂信息

    • Key: jwxt:xkmk:ktxx
    • Field: 课堂 ID
    • Value: 课堂信息 + 课程 ID + 教师 ID 的 JSON

  • Hash: 存储选课信息

    • Key: jwxt:xkmk:xkxx
    • Field: 课堂 ID + 学生 ID
    • Value: 0/1（0 代表退选，1 代表已选）

  • String: 存储课堂信息分布式信号量

    • Key: 课程班随机码
    • Value: 限选人数