架构师训练营第 1 期 第 9 周作业

1. 请简述 JVM 垃圾回收原理

JVM 垃圾回收，简单来说就是把不再使用的对象清理掉，把内存资源释放出来。

基本原理是，给对象是否“有效”打上标记。“无效”对象，将被垃圾回收清理掉。

那如何判断对象是否“有效”呢？

采用的是可达性算法：从 GC root 出发，给其引用的对象标记“有效”，然后继续对这个对象所引用的其他对象也打上标记。当这个树上的所有对象都遍历之后，那些没有被标记的对象就是不可达的对象，也就是“无效”对象。

GC root 的种类有：

1. 线程栈帧中的局部变量

2. 方法区的静态变量

3. 方法区的常量

4. 本地方法栈里被 JNI 引用的对象

标记之后，具体又是如何回收的呢？

算法有 4 种：

1. 标记-清理

把“无效”对象所占的内存空间标记为空闲，可供其他对象申请内存时使用。但会引入内存碎片化的问题。

2. 复制

把内存分为 2 个区域，把“有效”对象挑出来，复制到另一个区域，原来的区域变成全空闲可供分配的状态。这可以避免内存碎片的问题，但缺点是只能用一半的内存。

3. 标记-压缩

先“无效”对象所占的内存空间标记出来，然后把有效内存都移动到一边集中在一起。但缺点就是内存频发拷贝和排序，对性能影响大。

4. 分代收集算法

是上述三种算法的组合。内存被分为几块：年轻代（Eden）、存活代（survivor）、年老代（Old）。

在年轻代，大多数对象生存周期短，只有少数存活，因此用复制算法比较好，复制到存活代。而在年老代，用清理或压缩比较好，因为其存活周期长，不太会频繁发生变化。

2. 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：

1. 并发量可能是正常的上百倍

2. 网络带宽可能耗尽

3. 服务器负载过高，可能崩溃，连正常业务也无法处理

4. 数据库也因访问量太大而瘫痪

5. 客户因为点击无响应，不停的刷新页面，造成请求风暴

6. 秒杀页面被 hack 跳过，直接进入下单页面

核销架构思路：

1. 秒杀独立做一套系统，和正常业务隔离

2. 采用阀门机制，当 1000 人点击秒杀后，后面点击的人不再进入，直接显示秒杀结束。100 人下单后，后面的人无法再下单。这样有效过滤掉无效请求，大大减少了后端实际要应对的并发数

3. 优化 webserver 和中间件，去掉不必要的功能，优化配置

4. 把动态页面做成静态页面，可利用各级缓存（CDN、反向代理服务器等）

5. 用第三方 CDN 服务，把图片请求都转到 CDN 上

6. 静态页面极简化设计，去掉不必要的 css，直接写在 html 里，产品列表图片采用一张大图，用 offset 方式区分点击

7. 用动态生成 JavaScript，来控制按钮是否可点击，动态产生 token，能防止下单页面被 hack