Week9 命题作业（JVM 垃圾回收原理、秒杀系统）

1、请简述 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。

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

• 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。

• 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。

• 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。

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？

• 主要挑战

• 对现有网站业务造成冲击

• 秒杀活动只是网站营销的一个附加活动，这个活动具有时间短，并发访问量大的特点，如果和网站原有应用部署在一起，必然会对现有业务造成冲击，稍有不慎可能导致整个网站瘫痪。

• 高并发下的应用、数据库负载

• 用户在秒杀开始前，通过不停刷新浏览器页面以保证不会错过秒杀，这些请求如果按照一般的网站应用架构，访问应用服务器、连接数据库，会对应用服务器和数据库服务器造成极大的负载压力。

• 突然增加的网络及服务器带宽

• 假设商品页面大小 200K（主要是商品图片大小），那么需要的网络和服务器带宽是 2G（ 200K× 10,000），这些网络带宽是因为秒杀活动新增的，超过网站平时使用的带宽。

• 直接下单

• 秒杀的游戏规则是到了秒杀时间才能开始对商品下单购买，在此时间点之前，只能浏览商品信息，不能下单。而下单页面也是一个普通的 URL，如果得到这个 URL，不用等到秒杀开始就可以下单了。

• 应对策略

• 秒杀系统独立部署

• 为了避免因为秒杀活动的高并发访问而拖垮整个网站，使整个网站不必面对蜂拥而来的用户访问，可将秒杀系统独立部署；如果需要，还可以使用独立的域名，使其与网站完全隔离，即使秒杀系统崩溃了，也不会对网站造成任何影响。

• 秒杀商品页面静态化

• 重新设计秒杀商品页面，不使用网站原来的商品详情页面，页面内容静态化：将商品描述、商品参数、成交记录和用户评价全部写入一个静态页面，用户请求不需要经过应用服务器的业务逻辑处理，也不需要访问数据库。所以秒杀商品服务不需要部署动态的 Web 服务器和数据库服务器。

• 租借秒杀活动网络带宽

• 因为秒杀新增的网络带宽，必须和运营商重新购买或者租借。为了减轻网站服务器的压力，需要将秒杀商品页面缓存在 CDN，同样需要和 CDN 服务商临时租借新增的出口带宽。

• 动态生成随机下单页面 URL

• 为了避免用户直接访问下单页面 URL，需要将该 URL 动态化，即使秒杀系统的开发者也无法在秒杀开始前访问下单页面的 URL。 办法是在下单页面 URL 加入由服务器端生成的随机数作为参数，在秒杀开始的时候才能得到。

参考 《大型网站技术架构 核心原理与案例分析》