从如何判定对象消亡的角度出发，垃圾收集算法可以划分为 “引用计数式垃圾收集”（Reference Counting GC）和 “追踪式垃圾收集”（Tracing GC）两大类，这两类也常被称作“直接垃圾收集”和“间接垃圾收集”

一、分代收集理论

当前商业虚拟机的垃圾收集器，大多数都遵循了“分带收集”（Generational Collection）的理论进行设计，分代收集名为理论，实质是一套符合大多数程序运行实际情况的经验法则，它建立在两个分代假说之上：弱分代假说和强分代假说

• 弱分代假说（Weak Generational Hypothesis）：绝大多数对象都是朝生夕灭的
• 强分代假说（Strong Generational Hypothesis）：熬过越多次垃圾收集过程的对象就越难以消亡
• 跨代引用假说(Intergenerational Reference Hypothesis：老年代对象引用新生代中队形)：跨代引用相对于同代引用来说仅占极少数
• 部分收集(Partial GC)：指目标不是完整收集整个Java堆的垃圾收集
• 新生代收集(Minor GC / Young GC)：指目标只是新生代的垃圾收集
• 老年代收集(Major GC / Old GC)：指目标只是老年代的垃圾收集。目前只有 CMS 收集器会有单独收集老年代的行为。
• 混合收集(Mixed GC)：指目标是收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。目前只有 G1 收集器会有这种行为
• 整堆收集(Full GC)：收集整个Java堆和方法区的垃圾收集

二、标记-清除算法

最早出现也是最基础的垃圾收集算法是 "标记-清除（Mark-Sweep）"算法，在1960年由Lisp之父John McCarthy所提出。如它的名字一样，算法分为 "标记" 和 "清除" 两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后，统一回收掉所有被标记的对象，也可以反过来，标记存活的对象，统一回收所有未被标记的对象。标记过程就是对象是否属于垃圾的判定过程。

1、缺点

• 第一个是执行效率不稳定，如果Java堆中包含大量对象，而且其中大部分是需要被回收的，这时必须进行大量标记和清除的动作，导致标记和清除两个过程的执行效率都随对象数据增长而降低
• 第二个是内存空间的碎片化问题，标记、清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致当以后在程序运行过程中需要分配较大对象时无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作 image.png

三、标记-复制算法

标记-复制算法常被简称为复制算法。为了解决"标记-清除算法"面对大量可回收对象时执行效率低的问题，1969年 Fenichel 提出了一种称为 "半区复制(Semispace Copying)"的垃圾收集算法，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。对于大多数对象都是可回收的情况，算法需要复制的就是占少数的存活对象，而且每次都是针对整个半区进行内存回收，分配内存时也就不用考虑有空间碎片的复杂情况，只要一动堆顶指针，按顺序分配即可。

1、缺点

• 如果内存中多数对象都是存活的，这种算法将会产生大量的内存间复制的开销

• 复制回收算法的代价是将可用内存缩小为了原来的一半，空间浪费有点多

  
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2、Appel式回收

Appel式回收的具体做法是把新生代分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次分配内存只使用Eden和其中一块Survivor。发生垃圾搜集时，将Eden和Survivor中仍然存活的对象一次性赋值到另外一块Survivor空间上，然后直接清理掉Eden和已用过的那块Survivor空间

四、标记-整理算法

标记-复制算法在对象存活率较高时就哟啊进行较多的复制操作，效率将会降低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。

• 针对老年代对象的存亡特征，1974年Edward Lueders提出了另外一种有针对性的 "标记-整理"(Mark-Compact) 算法，其中的标记过程仍然与"标记-清除"算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向内存空间一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存

  
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1、缺点

• 如果移动存活对象，尤其是在老年代这种每次回收都有大量对象存活区域 ，移动存活对象并更新所有引用这些对象的地方将会是一种极为负重的操作，而且这种对象移动操作必须全程暂停用户应用程序才能进行，