最近筆者在學習JVM相關的知識，故寫作此文來分享一下本人了解的一些垃圾回收算法。
標記回收算法
最基礎的垃圾回收算法就是“標記-回收”算法(Mark-Sweep)算法，這是其它所有垃圾回收算法的基礎，相當於內功，其它算法都是根據內功來發揮的外功。顧名思義，本算法需要先標記出所有需要回收的對象，待標記完成后，再統一回收所有被標記的對象。它的缺點很明顯，首先是效率太低，標記和回收這兩個過程的效率都不算太高；其次，因為需要回收的對象不一定是連續的（實際上往往都不是），因此會產生很多內存碎片，一旦需要分配一個較大的空間給某個新對象的時候，很可能就會因為沒有足夠的連續內存，從而再運行一次gc機制，其實也是影響程序的運行效率。
畫一張圖幫助理解一下對象占用內存的情況。
復制算法
CopyingGC算法是Marvin L.Minsky在1963年研究出來的算法，用來改進標記-回收算法。簡單的說，就是把內存划分為兩塊（兩塊大小不一定要相等，事實上，也不建議相等，下面會詳細說明），每次只使用其中的一塊，當內存空間被占用完以后，就把尚在存活的對象存到另外的半區，再將當前半區已使用的內存空間一次清除掉。這樣在分配內存時就不用考慮空間碎片，也不用使用空閑鏈表，避免了這類麻煩問題，只用移動堆頂指針，按順序分配內存即可，有效提高了效率。
現代的商業虛擬機大多數都是采用了復制算法，只不過不是狹義上的復制算法而已，而是采用了多空間復制算法，因為傳統的復制算法會划出整個半區作為TO空間，這樣做的成本未免太高了。IBM公司的研究表明，新生代內的大部分對象都是朝生夕死的，所以沒有必要分配這么多內存空間去復制，而是將內存分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden和其中一塊Survivor空間，HotSpot虛擬機最初使用的就是這種內存分配方式。當需要回收內存的時候，就把Eden和Survivor中還存活着的對象一次性地復制到另一塊Survivor上，最后清理掉Eden和Survior，HotSpot默認的Eden和Survivor比例是8:1:1，就是說，每次能使用90%的內存容量。當然，也可能會出現剩余10%的Survivor空間不夠復制原有存活對象的情況，那就需要依賴其它內存（這里指老年代）進行分配擔保（Handle Promotion)。通過分配擔保機制，這些對象會直接進入老年代。實際上，說的再通俗一點，就是將Eden和一塊有內容的Survivor上存活的對象，復制到沒有內容的Survivor上，然后有內容的Survivor變成沒有內容的Survivor，沒有內容的Survivor變成有內容的Survivor。
標記-整理算法
雖然說復制算法效率很高，但這是在對象死亡很快的情況下，如果對象存活率較高，那就需要進行很多的復制操作，很影響效率。何況，還需要額外的空間進行分配擔保，因此，老年代不能采用這種算法，老年代采用的是復制-整理算法(Mark-Compact)。
這種算法和標記-清除算法很像，唯一不同的是，當標記完成后，不是清理掉需要回收的對象，而是將所有存活的對象向一端移動，然后將邊界以外的內存全部清理掉，這樣可以有效避免空間碎片的產生。
分代算法
分代算法（Generational Collection），現代的虛擬機大都采用了這種gc回收算法，通過將內存根據存活時間的不同划分為不同代，來選擇最合適的對象回收算法，一般來說是分為新生代和老年代。新生代的對象更新很快，朝生夕死，所以使用復制算法，老年代的對象存活率很高，所以采用標記/壓縮算法。
最后，總結一下在JVM里面所使用的GC回收算法。
新生代串行收集/並行回收器：復制算法
老年代串行收集/並行回收器：標記/壓縮算法
並行收集器：將串行收集器多線程化，回收策略和串行收集器一致，因此該收集器是新生代為復制算法，老年代為標記-壓縮算法。
CMS收集器：Concurrent Mark Sweep,從名字就可以看出來用的是標記清除算法