作业一：

第一题

• 请简述 JVM 垃圾回收原理。

解答：

垃圾回收，就是将 JVM 堆中不在使用的对象清理掉，释放内存资源

算法：

JVM 的垃圾回收，主要依靠可达性分析算法。从线程栈帧中的局部变量，或是方法区的静态变量出发，对这些变量引用到的对象进行标记。然后把第一步标记的对象作为出发点，去标记那些被这些对象引用到的对象。反复重复此过程，直到所有能到达的对象都完成标记。剩下的没有标记的对象就是可回收的垃圾对象了。

回收分类：

1. 清理

2. 压缩

3. 复制

真实使用中，很少使用清理，因为清理垃圾对象得到的空间多是分散的碎片空间，无法容纳新创建的对象。

压缩的方法，会将仍然在用的对象全部“挤”到一起，把剩余空间化零为整，方便创建新对象。

复制的方法，会将堆分成两块，把仍然在用的对象全部放入一块，然后在另一块存放新创建的对象。

分代垃圾回收：

大的层面上，堆被分为两部分，新生代一部分，老年代一部分。新生代又分成了 Eden，From，To 3 个区。

新创建的对象放入 Eden 区，当该区空间不够时，进行新生代垃圾回收（Young GC），把仍然存活的对象放入 From 区。下一次垃圾回收，把仍然存活的对象放入 To 区。来回的在 From 和 To 间移动。当几次在 From，TO 间来回移动之后，如果仍然有对象存活，将这些对象放入老年代。老年代空间会比较大。

如果老年代也满了，也需要做垃圾回收，而新生代同时也做垃圾回收。这时垃圾回收属于完全垃圾回收（Full GC）

JVM 垃圾回收器算法

串行回收器

最早的时候，由于硬件条件（CPU 单核），垃圾回收是一个线程串行进行的，每次进行 GC 时，所有进程都停止响应（Stop the world）。

并发回收器

到了多核时代，垃圾回收也开始使用多个线程并发回收的方式。这样就能大大减少 Stop the world 时间。

并行回收器 CMS

并发回收的时候，仍然会 Stop the world。为了改善响应时间，开始使用并行回收器。回收分为几个阶段：初始标记，并发标记，重标记，并发清理。 初始标记还是会 Stop the world，但时间大大减少；然后进入并发标记过程，这里的并发指垃圾回收标记线程和用户线程并发执行；这样的话带来另一个问题，就是并发标记时，用户线程可能会产生新的垃圾。所以需要下面的重标记过程。该过程也需要 Stop the world；最后时并发清理，这里的并发也是指垃圾清理线程和用户线程并发执行。

因为并发标记，并发清理时用户线程依然可以正常执行，所以整个过程看下来，用户被 Stop the world 阻塞的时间就减少了。

G1 回收器

现在比较主流的回收器。

把内存分为很多小块区域，针对小块区域进行 GC。各个小块也分角色，Eden，Survivor，Old，Humongous 等。

可以设置-XX:MaxGCPauseMillis 参数，指定 Stop the world 时间，回收机制会动态调整策略，满足设置的时间（时间设置需要合理，否则也没有效果）

第二题

• 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？

解答：

挑战和问题

秒杀系统会带来平时百倍千倍的并发访问量，而通常企业现有的硬件资源是远远不够支撑这么高的并发访问量的。

需要防止用户跳过页面直接下单。

秒杀活动通常卖的商品都会十分抢手，所以会有用户使用秒杀器、机器人等进行抢购。所以需要相应的预防措施。

架构方案

资源准备

可以临时征用一些备用的、冗余的服务器进行支撑

提高带宽上限来支持秒杀活动

使用 CDN，事先缓存肯定会成为热点的图片等静态资源

隔离

构建新系统，而不是在老系统上改造或扩展。

新系统更容易上手，并且不会把风险带入老系统。

阀门设计

通过多层阀门，一层层的将并发量控制在合理、可接收范围。超过阀门阈值的请求，直接进入万能的“秒杀已经结束”页面，可以大大减少并发压力。

设计优化

静态化：把动态页面变为静态页面

并发控制：仅允许最前面一部分人进入秒杀系统

简化流程：砍掉不必要的分支流程

前端优化：使用 YSLOW 的技术提高页面响应速度

预防秒杀器：URL 带随机 token 参数，秒杀前 2 秒生成，设置访问上限等

作业二：



• 根据当周学习情况，完成一篇学习总结



解答

请看下面的脑图

JVM垃圾回收

秒杀系统设计

JVM虚拟机架构原理

数据库基本原理