复制垃圾回收算法

复制垃圾回收算法(Copying GC)，是1963年由Marvin L. Minsky 研究得出的垃圾回收算法，简单的说它是通过将内存分为两个空间，在垃圾回收是将空间1的活动对象，直接复制到空间2中，然后全部回收掉空间1的对象。这里的空间1和空间2，分别被称为来源空间和目标空间。

碰撞分配

碰撞分配算法是在复制GC中，通过碰撞或者递增指针来跟踪下次分配发生的地方，以便从大块连续的内存堆中分配相邻的内存段。下图就是复制GC持有的分配指针，在每次内存分配的时候，它从内存堆中返回一段内存地址，然后再将分配指针向后移动，这样地址空间时连续的，但是因为分配的对象大小的不同，所以分配的比例并不是平均的。

这种方式的优点是，简单易行，运行速度快，并且因为每次分配的内存段都是相邻的，所以具有很好的局部引用性，意思就是应用程序如果重复访问同一片内存段，那么CPU可以将那片内存段缓存起来，用以提供程序访问的速度。

半空间算法

碰撞分配讲到了复制GC如何分配，半空间算法才是真正的垃圾回收，半空间算法是在，初始内存堆消耗殆尽时，通过GC标识存活对象和垃圾对象（这个阶段和标记清除算法是一样的）也就是标记阶段，在回收阶段，GC将通过碰撞分配的来源空间（From-Space）中的存活的对象，全部移动到目标空间（To-Space）中。

上图中"M"的区域就是存活的对象，空白区域是垃圾对象底部空间就是目标空间（To-Space）在回收阶段复制GC将存活对象连续的复制到目标空间（进行保持局部引用性）分配指针向后移动。

我们从上图看到存活对象已经被全部复制到目标空间，但是我们的内存分配只能在来源空间进行，并且现在来源空间的内存还没有被回收掉，那么复制GC的最后一个阶段就是空间交换，然后在交换完成是清空目标空间。

半空间算法的简单快速的优点，同时带来了另外一个问题，就是内存使用的低效，我们需要维护两个空间相同的内存堆来，并且仅仅有一个内存对是当前能够正在被使用的，意味着要分配实际使用内存的两倍。

总结

我们来回顾一下复制垃圾回收算法的优缺点

优点

• 高吞度量：因为仅仅需要在标记阶段消耗实际，复制阶段无需太多时间，所以GC的时间消耗和空间中的活动对象数量成正比，相比于标记清除GC有较高的吞吐量。
• 高速分配：与标记清除算法使用空闲列表进行内存分配不同，复制GC使用连续的内存空间，这样就省去的使用空闲列表，分配内存时，线性查找可分配空间的时间消耗。
• 局部引用缓存和空间压缩：因为复制GC的分配是连续的，所以在可以利用局部引用缓存，并且每次GC后内存空间都会被集中到空间的一段，也就实现了空间压缩。

缺点

• 空间效率低 复制GC需使用两个堆空间，也就是实际空间的两倍，这样的内存消耗耗是比较客观的。
• 递归复制 因要整体的复制存活对象到目标空间去，所以复制GC使用了递归方式，复制存活对象的子对象。如果递归层次太深还可能产生溢出。