架构师 3 期 3 班 -week9- 作业

作业题目

• 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？

作业 1

简述 JVM 垃圾回收原理

堆中分为新生代与老年代，垃圾回收也是独立的。

垃圾回收主要 4 种算法：标记-清除、标记-压缩、复制和分代

JVM 使用分代回收策略，新生代的垃圾回收叫 MinorGc，老年代的垃圾回收叫 MajorGc

MinorGc

不考虑栈上分配的情况下，创建对象会在新生代中的 eden 区分配一块内存

当 eden 区满候触发 MinorGc

1. 根据 GCRoots 的可达性分析，标记哪些对象还在被引用

2. 将 eden 区和 s0（form）区被标记为还在用的对象，复制到 s1（to）区

3. 将存活的对象生存年代计数+1

4. 如果有对象存活年代超过 16（默认），将这个对象移入老年代

5. s0 与 s1 逻辑对换，s0 从 form 区变成 to 区，s1 从 to 区变成 form 区

6. 完成 MinorGc

MajorGc

老年代的对象主要来自 survivor 晋升（超过 16 代或者 survivor 满了提前晋升）和新创建大对象（通过-XX:PretenureSizeThreshold 参数指定）

当老年代满了时，触发 MajorGc

1. 根据 GCRoots 的可达性分析，标记哪些对象还在被引用

2. 清除未标记的老年代对象（具体用标记-清除/标记-压缩算法用的垃圾回收器）

3. 完成 MajorGc

新生代与老年代一起进行垃圾回收叫做 FullGc

通常 MajorGc 会伴随 MinorGc，所以通常可以认为 MajorGc = FullGc

作业 2

秒杀系统的挑战

• 高并发带来的带宽压力（图片、css、js 等静态资源）

• 高并发带来的服务器系统资源压力（cpu、内存、文件句柄等）

• 数据库 IO 压力

• 秒杀器

解决思路

秒杀的解决方案是系统化的，不是只解决/优化一个或几个点，而是从前端到后端，从硬件到软件，从需求到测试开发的全面思考

硬件方面

1. 隔离：秒杀系统与正常的系统隔离，避免秒杀的高流量影响正常业务

2. 资源：预算内更多的服务器、更大的内存、更快的硬盘、更高的带宽

3. CDN：静态资源放到 CDN，热单页面可以提前预热

软件架构

1. 利用缓存降低数据库的 IO

2. 利用 mq/异步/队列提高吞吐量

3. 动静分离提高服务器访问性能

4. 非核心业务降级

5. 限流（IP 限流防刷，多级页面限流减少服务器压力）

6. 客户端缓存（热点数据如秒杀列表等缓存到客户端一段时间避免刷新）

需求沟通

实际操作中，可以从需求出发，引导产品经理对需求做一些调整，可以更省时省力的解决大问题，这是实际工作中的个人心得，不一定正确。

能否加入人机识别

点抢购时，加入拖块也好，识别文字数字也好，加入这种用户操作一是可以防止秒杀器，二是可以有效减少瞬时并发，起到客户端消峰的效果。

缺点是用户体验稍差，需要产品经理确认是不是认可

能否将秒杀变成抽奖

类似 nike 发布新鞋的时候，15 分钟之内可以预定，到时间揭晓是否获得购买资格，这也是一种变相的秒杀，而且能有效的防止秒杀器/黄牛党，是个蛮不错的思路。预定无需操作数据库，直接记录缓存服务器即可，性能好很多。