架构师训练营第 9 周 命题作业

一、请简述 JVM 垃圾回收原理

JVM 如何找到待回收的，不被使用的对象？

从线程栈帧中的局部变量，或方法区的静态变量出发，将这些变量引用的对象进行标记，然后看标记的对象是否引用了其他有对象，继续进行标记，最终剩余未被标记的对象，作为待回收的对象。

垃圾回收的过程有哪些方法？

清理： 清理对象占据的内存。JVM 将这些垃圾对象占用的内存空间标记为空闲状态，并记录到空闲列表，提供给应用程序再次使用。

压缩： 清理需被回收对象所占据的内存，并将不需要被回收的对象整理在连续的内存空间中。

复制：将堆空间分为两部分，只在其中一部分创建对象，这部分空间用完时，将标记过的可用对象复制到另一个空间中，再释放当前空间。



jvm 分代垃圾回收

jvm 在垃圾回收时，按照生命周期将对象所在区域划分为新生代与老年代。

新生代按照 8:1:1 的比例划分三个区域 Eden 区（伊甸园），from 区， to 区。

1、对象刚创建时，会直接进入新生代 Eden 区。

2、Eden 区满的时候，利用复制算法在新生代上进行垃圾回收，回收 Eden 与 from 区可被回收的对象，

eden 区上还在用的对象就也复制到了 from 区。注意这时候 from 区因回收会出现内存碎片。

3、如果在复制到 from 区的时候，发现空间不足（很有可能是内存碎片的广泛存在，导致较大的对象找不到连续的内存空间），jvm 会把 from 区中的可用对象与拷贝过来的可用对象复制到 to 区，并交换 from 区与 to 区的逻辑概念。如果此时，to 区依旧放不下，JVM 会把对象移至老年代，倘若此时老年代也无法分配空间，则会触发 full GC。

4、复制算法垃圾回收来回几次后，某些在新生代的对象依旧未被回收，它们会被从新生代拷贝到老年代。如果在拷贝前，发现老年代无法分配给这些对象内存空间时，会触发 full GC。

5、在执行 full GC 后，仍然无法给对象分配内存空间时，就会抛出熟悉的 OOM （OutOfMemoryError）

二、设计一个秒杀系统，主要的挑战和问题有哪些？核心的架构方案或者思路有哪些？

主要的挑战与问题

1、高并发的用户请求

秒杀时间点上瞬间的高并发，会导致带宽迅速耗尽；服务器 CPU 负载 LOAD 飙高，停止响应；数据库压力过大瘫痪。

2、来自秒杀器的作弊

类型一：机器人秒杀前不断刷新页面，到时间点后，开始下单。

类型二：用 URL 跳过秒杀页面，直接进入下单页面下单。

解决方法

隔离

先做隔离，开发一套新的秒杀系统，不去影响现有的，版本迭代的项目。做个新项目的成本会比迭代原有项目的成本要低很多。其中包含域名隔离。

准备服务器与带宽

为构建秒杀服务器集群,准备图片服务器，静态服务器，交易服务器，style 服务器;同时准备带宽，提高图片上行带宽上限，准备 CDN 作为第一道防线拦住大部分的静态资源访问。如需快速部署可使用第三方服务商提供的服务。

提升手段：准备更轻量，更快速的服务器。

设计原则

1、静态化： JS 自动更新技术将动态页面转为静态页面。多张图片合成一张，内容压缩，合并 JS，避免发送 cookies 等；可以由后台定时地生成（如商品的）静态页面，推送到静态服务器上去。同时也需要一套由运营人员录入商品信息的系统。

2、并发控制，防秒杀器： 设置阀门，降低流量。只放最前面部分的请求进入秒杀系统。

3、简化流程：删掉不重要的查询，禁止模糊查询，留下最基本的功能，降低数据库压力；下单成功作为秒杀成功的标志，支付流程可以延长，比如提示用户 24 小时支付即可。

4、前端优化：根据 YSLOW 插件反馈的提升建议，调整页面代码。。

高并发的应对：

利用计数器树立三道阀门：允许进入秒杀页面的数量；秒杀页面允许点击购买的数量；订单生成页面可以提交订单的数量。

不能通过阀门的直接弹出秒杀结束。

如已参与过秒杀，也直接进入秒杀结束页面。

秒杀器的应对：

订单 ID 随机。

秒杀链接是一个以预先生成的随机 TOKEN 作为参数的 URL。

在秒杀时间点到达时，会更新一个包含商品 ID 与秒杀链接的 js。用户浏览器更新后才会点亮。而在秒杀时间点之前，该 JS 不包含这些信息，用户反复的请求，会从 CDN 中取，也不为后台服务带来压力。