垃圾收集算法

1.标记清除算法

最基础的清除算法是“标记-清除”（Mark-Sweep）算法，就如同它的名字一样，算法包括“标记”和“清除”两个阶段；在标记完成之后统一回收所有被标记的对象，之所以说它是最基础的算法，因为后续的算法都是基于这种思路并对其不足进行改进而成。

不足之处：

A.效率问题

“标记”和“清除”，两个阶段操作的效率都不高；

B.空间问题

标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多会导致在以后程序运行中需要分配较大的对象时，无法找到足够的连续内存时不得不提前触发另一次垃圾收集操作。

标记清除算法示意图

2.复制算法

为了解决效率问题，就出现了“复制”（Copying）算法，它就内存按照容量等分为两部分，每次只使用其中的一块，当这一块的内存使用完毕之后，将还存活的对象复制到另一半内存上面，然后将已经使用的内存空间一次清理掉。这样使得每次内存回收都针对整个半区进行，不需要考虑内存碎片等复杂问题，只需要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效，只是内存的使用缩减到原来的一半，付出的代价太高。

复制算法示意图

3.标记-整理算法

复制算法在存活率较高的情况下，需要进行多次的复制，效率就会变低，如果不想浪费50%的空间，就需要有而外的内存空间进行担保，以应对内存所有对象都100%存活的极端情况，所以老年代一般不能直接使用这种算法。根据老年代的特点，有人就提出了“标记-整理”（Mark-Compact）算法，标记过程和“标记-清除”算法的标记过程一样，后续不是对可回收对象进行清理，而是让所有存活对象都向一端移动，而后直接清理端边界以外的内存

标记整理算法示意图

4.分代收集算法

当前商业虚拟机的垃圾收集机制都采用“分代收集”，一般将Java堆分为新生代和老年代，根据各个年代的特点采用适当收集算法；

“新生代”中每一次垃圾是收集时都有大量的对象死去，只有少量的对象存活，这时就可以使用复制算法；

“老年代”存活率较高，没有额外的空间对其进行分配担保，就可以选用“标记-清理”或者“标记-整理算法”。