架构师训练营第 0 期第 9 周作业
作业一：
请简述 JVM 垃圾回收原理。
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？
问题 1：JVM 垃圾回收原理
JVM 垃圾回收就是将 JVM 堆中的已经不再被使用的对象清理掉，释放宝贵的内存资源。
JVM 通过一种可达性分析算法进行垃圾对象的识别，具体过程是：从线程栈帧中的局部变量，或者是方法区的静态变量出发，将这些变量引用的对象进行标记，然后看这些被标记的对象是否引用了其他对象，继续进行标记，所有被标记过的对象都是被使用的对象，而那些没有被标记的对象就是可回收的垃圾对象了。
可达性分析算法其实是一个引用标记算法。进行完标记以后，JVM 就会对垃圾对象占用的内存进行回收，回收主要有三种方法。
第一种方式是清理：将垃圾对象占据的内存清理掉，其实 JVM 并不会真的将这些垃圾内存进行清理，而是将这些垃圾对象占用的内存空间标记为空闲，记录在一个空闲列表里，当应用程序需要创建新对象的时候，就从空闲列表中找一段空闲内存分配给这个新对象。但这样做有一个很明显的缺陷，由于垃圾对象是散落在内存空间各处的，所以标记出来的空闲空间也是不连续的，当应用程序创建一个数组需要申请一段连续的大内存空间时，即使堆空间中有足够的空闲空间，也无法为应用程序分配内存。
第二种方式是压缩：从堆空间的头部开始，将存活的对象拷贝放在一段连续的内存空间中，那么其余的空间就是连续的空闲空间。
第三种方法是复制：将堆空间分成两部分，只在其中一部分创建对象，当这个部分空间用完的时候，将标记过的可用对象复制到另一个空间中。JVM 将这两个空间分别命名为 from 区域和 to 区域。当对象从 from 区域复制到 to 区域后，两个区域交换名称引用，继续在 from 区域创建对象，直到 from 区域满。
JVM 在具体进行垃圾回收的时候，会进行分代回收。绝大多数的 Java 对象存活时间都非常短，很多时候就是在一个方法内创建对象，对象引用放在栈中，当方法调用结束，栈帧出栈的时候，这个对象就失去引用了，成为垃圾。针对这种情况，JVM 将堆空间分成新生代（young）和老年代（old）两个区域，创建对象的时候，只在新生代创建，当新生代空间不足的时候，只对新生代进行垃圾回收，这样需要处理的内存空间就比较小，垃圾回收速度就比较快。
JVM 中，具体执行垃圾回收的垃圾回收器有四种。
第一种是 Serial 串行垃圾回收器，这是 JVM 早期的垃圾回收器，只有一个线程执行垃圾回收。
第二种是 Parallel 并行垃圾回收器，它启动多线程执行垃圾回收。如果 JVM 运行在多核 CPU 上，那么显然并行垃圾回收要比串行垃圾回收效率高。在串行和并行垃圾回收过程中，当垃圾回收线程工作的时候，必须要停止用户线程的工作，否则可能会导致对象的引用标记错乱，因此垃圾回收过程也被称为 stop the world，在用户视角看来，所有的程序都不再执行，整个世界都停止了。
第三种 CMS 并发垃圾回收器，在垃圾回收的某些阶段，垃圾回收线程和用户线程可以并发运行，因此对用户线程的影响较小。Web 应用这类对用户响应时间比较敏感的场景，适用 CMS 垃圾回收器。
最后一种是 G1 垃圾回收器，它将整个堆空间分成多个子区域，然后在这些子区域上各自独立进行垃圾回收，在回收过程中垃圾回收线程和用户线程也是并发运行。G1 综合了以前几种垃圾回收器的优势，适用于各种场景，是未来主要的垃圾回收器。
问题 2：秒杀
挑战
瞬时高并发高流量
问题（高并发）
网络带宽耗尽
服务器负载高，停止响应
数据库瘫痪
架构/思路
静态化（动静分离）
并发控制，防秒杀器
简化流程
前端优化
作业二：
根据当周学习情况，完成一篇学习总结。
本周主要内容
JVM
JVM 虚拟机原理与编程优化
JVM 组成架构
Java 字节码文件
字节码执行流程
Java 字节码文件编译过程
类加载器的双亲委托模型
自定义类加载器
堆 & 栈
方法区 & 程序计数器
Java（线程）栈
线程工作内存 & volatile
Java 运行环境
JVM 的垃圾回收
JVM 的分代垃圾回收
JVM 的垃圾回收算法
G1 垃圾回收内存管理机制
JVM 的性能诊断工具
Java 代码优化
合理并谨慎使用多线程
竞态条件与临界区
Java 线程安全
ThreadLocal
Java 内存泄漏
秒杀
挑战
瞬时高并发高流量
问题（高并发）
网络带宽耗尽
服务器负载高，停止响应
数据库瘫痪
架构/思路
静态化（动静分离）
并发控制，防秒杀器
简化流程
前端优化
还未添加个人签名 2017.09.11 加入
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