一、请简述 JVM 垃圾回收原理。

JVM 垃圾回收就是将堆中不再使用的对象回收掉，释放出内存资源。

要知道 JVM 垃圾回收的原理，需要知道以下几点：

1、JVM 如何确定堆中的对象是否是垃圾？

2、JVM 如何进行垃圾回收？使用了那些算法？

3、堆中的内存模型具体是怎样的？不同的内存区域是否使用不同的垃圾回收算法？

首先，JVM 是通过可达性分析来确定堆中的对象是否是垃圾。

可达性分析：JVM 是通过一些 GCRoot 根对象来判断堆中的对象是否被引用到，如果对象被直接引用或者间接引用到，则标记该对象，表示该对象不是垃圾，其他没有被引用到的对象则是垃圾；

可以作为 GCRoot 对象的有以下这些：

线程栈帧中的局部变量

方法区的静态变量

其次，在标记完成之后可进行垃圾回收，垃圾回收算法有以下三种：

复制回收算法：在发生 GC 时，该算法主要用于堆中新生代的 Survivor From 和 Survivor To 两个区域，在进行垃圾回收时，会将 From（To）区的存活对象放入到 To（From）区，然后将 From（To）区的对象全部清除；

优点是不会有内存碎片，缺点是需要使用双倍的内存区间，总有一个内存区间是空闲的

标记-清除算法：在发生 GC 时，该算法会将垃圾对象进行清除，当然 JVM 不会真的将这些垃圾清理，而是将这些垃圾占用的内存空间标记为空闲，记录在空闲列表中，当需要创建新对象时会从空闲列表中找一块内存区域分配给该对象

优点是不会出现一个空闲的内存区域，缺点是存在内存碎片

标记-整理算法：在发生 GC 时，会将存活的对象整理放到堆空间的开头的地方，那么其余的空间就是连续的空闲空间

优点时不会有一个空闲的内存区域，也不会有内存碎片，缺点是 GC 时间长

标记-清除算法和标记-整理算法都是针对堆中的老年代

垃圾回收模型：

串行回收：每次在 GC 时，会有一个垃圾回收线程去标记并清理垃圾，这个过程中任务线程都会被阻塞住，存在 Stop The World 的现象

并行回收：每次在 GC 时，工作线程停止手头的工作去进行标记清理垃圾，存在 Stop The World 的现象

并发回收 CMS：每次在 GC 时，会分成四个阶段

初始化标记：这个阶段工作线程会阻塞，但是垃圾线程会很快的进行一次标记，Stop The World 时间很短

并发标记：这个阶段工作线程正常工作，同时垃圾回收线程会进行标记

重新标记：这个阶段工作线程会阻塞，工作线程和垃圾回收线程进行标记，但是这个阶段的垃圾很少，都是在并发标记阶段没有被垃圾回收线程标记到的垃圾

并发清理：这个阶段垃圾回收线程进行垃圾的清理工作

G1 垃圾回收内存管理机制：

JVM 将堆分成一个个小块，每一块都有自己的生命周期，生命周期为 Eden->Survivor->Old->Humongous

当进行 GC 时，工作线程都会停止手头的工作去进行标记垃圾，标记完成后由一个线程进行垃圾清理，其他工作线程正常工作

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？

挑战和问题：

瞬间高并发问题

网络带宽耗尽

服务器 Load 飙升，停止响应

数据库瘫痪

思路：

隔离当前系统和秒杀系统有差异的部分，特别是高并发的部分要进行隔离

加大网络带宽

准备专门的 Http 集群

将图片放到 Nginx 集群

进行动静分离，将静态资源放到专门的集群

将服务进行集群化

对用户的请求进行分级限流，并且只放最前面的一部分请求进入（防止秒杀器）

简化流程，将不需要的流程去掉