第 9 周作业 1

请简述 JVM 垃圾回收原理

JVM 垃圾回收就是将 JVM 堆中已经不在使用的对象清理掉，释放宝贵的内存资源。

JVM 通过使用可达性分析算法进行垃圾对象的识别。具体的步骤如下：

• 从线程栈帧中的局部变量，或者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

• 最终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进行回收的垃圾对象了。

垃圾识别出来后，通过下面 3 种方法进行内存的回收：

• 清理：将垃圾对象占据的内存清理掉。实际是在一个空间列表中，将垃圾对象占用的内存空间标记为空闲，当应用程序需要内存空间时，就从空闲列表找一段空闲内存分配给程序

缺点：清理过程效率低、产生了内存碎片，提高了垃圾回收频率

• 压缩：清理会带来空闲内存的不连续，无法得到大的可用空闲内存，这时候可以通过压缩，从堆空间的头部开始，将存活的对象拷贝放到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了。

缺点：对象移动，效率不高

• 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，将标记为非垃圾的对象复制到另一个空间，原来的空间就全部恢复为空闲内存空间。复制算法相比压缩算法效率更高，不用考虑内存碎片，每次需要复制的也只是需要使用的对象。

缺点：可用内存大小缩小为原来的一半，对象存活率高的时候会频繁的复制

JVM 将内存空间分为 2 部分，新生代、老年代。不同代使用不同的垃圾回收算法。

可以分为两个区域的原因是：大部分新生对象很快无用，存活较长时间的对象，可能存活更长时间

新生代： 新生代的的堆空间划分为了 Eden 区、 Survivor From 区（S0）、Survivor To 区(S1)，三者默认是 8:1:1，每次只在 Eden 区为对象分配内存，当 Eden 区内存不足时，触发 YGC，标记使用中的对象，被一次性复制到 S0 区，Eden 区 恢复成全部为空闲内存。当触发下一次 YGC 时，会将 Eden 和 S0 区的存活对象移动到 S1 区，同时清空 Eden 和 S0 区。当再次出发 YGC 时，处理的区域变成了 Eden 和 S1 区（即 S0 和 S1 进行角色互换）。每进行一次 YGC，存活对象的年龄+1，当达到阈值时，会晋升到老年代。

老年代：标记出存活对象后，移动存活对象到一段连续的内存空间，解决内存碎片问题。

垃圾回收器

都存在 stop the word，减少响应时间的方法在于减少 stop the word 的时间，通过将垃圾回收过程拆分更细，有些阶段就不需要 stop the word。

• 串行回收器

• 并行回收器

• 并发回收器 CMS

• G1

Java 8 或之前 都是 并行 GC；后面都是 G1

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？

秒杀业务通常是有限的商品，在极低的价格在限定时间销售。

主要的挑战和问题有：

1. 秒杀时间的网络流量带宽突然的暴增。

2. 请求数多，消耗服务器资源，增加服务器负载。

3. 并发数高，通常是一个时间点大量的用户同时操作。应用中无法处理业务逻辑。

4. 数据库的查询、修改存在瓶颈。

解决方案和思路

1. 页面静态化，不生成动态内容，降低服务器负载。

2. 静态资源和文件走 CDN，不让大多数请求流量到服务器。

3. 分布式缓存并发控制，只放一部分请求进入秒杀业务逻辑。

4. 简化秒杀流程，降低应用的查询和操作，防止崩溃。

5. 次要逻辑异步化，对秒杀流量削峰。

6. 秒杀业务与其他业务分离，减少相互影响。

7. 秒杀地址和参数开始前隐藏，随机地址，预发秒杀器。