1.標記-清除:

這是垃圾收集演算法中最基礎的，根據名字就可以知道，它的思想就是標記哪些要被回收的物件，然後統一回收。這種方法很簡單，但是會有兩個主要問題：

1. 效率不高，標記和清除的效率都很低；
2. 會產生大量不連續的記憶體碎片，導致以後程式在分配較大的物件時，由於沒有充足的連續記憶體而提前觸發一次GC動作。

2.複製演算法:

為了解決效率問題，複製演算法將可用記憶體按容量劃分為相等的兩部分，然後每次只使用其中的一塊，當一塊記憶體用完時，就將還存活的物件複製到第二塊記憶體上，然後一次性清楚完第一塊記憶體，再將第二塊上的物件複製到第一塊。但是這種方式，記憶體的代價太高，每次基本上都要浪費一般的記憶體。
於是將該演算法進行了改進，記憶體區域不再是按照1：1去劃分，而是將記憶體劃分為8:1:1三部分，較大那份記憶體交Eden區，其餘是兩塊較小的記憶體區叫Survior區。每次都會優先使用Eden區，若Eden區滿，就將物件複製到第二塊記憶體區上，然後清除Eden區，如果此時存活的物件太多，以至於Survivor不夠時，會將這些物件通過分配擔保機制複製到老年代中。(java堆又分為新生代和老年代)

3.標記-整理

該演算法主要是為了解決標記-清除，產生大量記憶體碎片的問題；當物件存活率較高時，也解決了複製演算法的效率問題。它的不同之處就是在清除物件的時候現將可回收物件移動到一端，然後清除掉端邊界以外的物件，這樣就不會產生記憶體碎片了。

4.分代收集

現在的虛擬機器垃圾收集大多采用這種方式，它根據物件的生存週期，將堆分為新生代和老年代。在新生代中，由於物件生存期短，每次回收都會有大量物件死去，那麼這時就採用複製演算法。老年代裡的物件存活率較高，沒有額外的空間進行分配擔保，所以可以使用標記-整理 或者 標記-清除。

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記憶體清除演算法

1.標記-清除：

標記 GC roots可達的物件，清理掉沒有被標記的物件。

做法：當堆中的有效記憶體空間被耗盡的時候，就會停止整個程式，然後進行兩項工作，第一項是標記，第二項是清除。

1. 標記：遍歷所有的GC Roots，然後將GC Roots可達的物件標記為存活的物件。
2. 清除：清除的過程將遍歷對中所有的物件，將沒有標記的物件全部清除掉。

當程式執行期間，若可以使用的記憶體被耗盡的時候，GC執行緒就會被觸發並將程式暫停，隨後將依舊存活的物件標記一遍，最終再將堆中所有沒被標記的物件全部清除掉，接下來便讓程式恢復執行。

標記的時候為什麼有停止程式執行呢？
假設我們剛標記完圖中最右邊的那個物件，暫且記為A，結果此時在程式當中又new了一個新物件B，且A物件可以到達B物件。但是由於此時A物件已經標記結束，B物件此時的標記位依然是0，因為它錯過了標記階段。因此當接下來輪到清除階段的時候，新物件B將會被苦逼的清除掉。如此一來，不難想象結果，GC執行緒將會導致程式無法正常工作。上面的結果當然令人無法接受，我們剛new了一個物件，結果經過一次GC，忽然變成null了，這還怎麼玩？

缺點：

1. 效率較低（遞迴，遍歷整個堆的物件）而且在進行GC的時候，需要停止應用程式，這會導致使用者體驗非常差勁。
2. 清理出來的記憶體空間不是連續的（死亡物件都是隨機出現在記憶體的各個角落的）。再分配陣列物件的時候，尋找連續的記憶體空間不太好找。

2.複製演算法：

將記憶體分為兩塊

做法：當記憶體空間耗盡時，暫停程式執行，開啟複製演算法GC執行緒。將活動區間（記憶體）的存活物件複製到空閒的那一塊記憶體區域，並且嚴格的按照記憶體地址依次排列，與此同時GC執行緒將更新存活物件的記憶體引用地址指向新的記憶體地址。 將標記為死亡物件一次清除掉。之後（活動）的那一塊記憶體區域變為空閒，空閒的變為忙。

缺點：
1. 浪費了一半記憶體。
2. 如果物件的存活率很高，假設為100%存活，那麼就需要將所有物件都複製一遍，並且將所有引用地址複製一遍。複製這一工作所話費的時間，在物件存活率達到一定程度時，（複製所用時間）將會變的不可忽視。

總結：要想使用複製演算法，最起碼物件的存活率要非常低才行，而且最重要的是，我們必須要克服50%的記憶體浪費。

3.標記-整理演算法：

做法：

1. 和標記-清除演算法一樣，標記出存活的物件。
2. 按照記憶體地址依次排列，而未被標記的記憶體會被清理掉。

不難看出，標記-整理演算法不僅可以彌補 標記-清除 演算法中記憶體區要分散的缺點，也消除了複製演算法中記憶體減半的高額代價。（但是從效率上講，標記-整理演算法要低於複製演算法）

演算法總結：

1. 都是基於根搜尋演算法（GC Roots）的來判斷一個物件是否應該被回收
2. 在GC執行緒開啟時，或者說GC過程開始時，它們都要暫停服務。
3. 效率：
   
   • 複製演算法 > 標記/整理演算法 > 標記/清除演算法（此處的效率只是簡單的對比時間複雜度，實際情況不一定如此）。
   • 記憶體整齊度：複製演算法 = 標記/整理演算法 > 標記/清除演算法。
   • 記憶體利用率：標記/整理演算法 = 標記/清除演算法 > 複製演算法。

結束語

到此我們已經將三個演算法瞭解清楚了，可以看出，效率上來說，複製演算法是當之無愧的老大，但是卻浪費了太多記憶體，而為了儘量兼顧上面所提到的三個指標，標記/整理演算法相對來說更平滑一些，但效率上依然不盡如人意，它比複製演算法多了一個標記的階段，又比標記/清除多了一個整理記憶體的過程。
難道就沒有一種最優演算法嗎？
當然是沒有的，這個世界是公平的，任何東西都有兩面性，試想一下，你怎麼可能找到一個又漂亮又勤快又有錢又通情達理，性格又合適，家境也合適，身高長相等等等等都合適的女人？就算你找到了，至少有一點這個女人也肯定不滿足，那就是多半不會恰巧又愛上了與LZ相似的各位苦逼猿友們。你是不是想說你比LZ強太多了，那LZ只想對你說，高富帥是不會爬在電腦前看技術文章的，0.0。
但是古人就是給力，古人說了，找媳婦不一定要找最好的，而是要找最合適的，聽完這句話，瞬間感覺世界美好了許多。
演算法也是一樣的，沒有最好的演算法，只有最合適的演算法。

既然這三種演算法都各有缺陷，高人們自然不會容許這種情況發生。因此，高人們提出可以根據物件的不同特性，使用不同的演算法處理，類似於蘿蔔白菜各有所愛的原理。於是奇蹟發生了，高人們終於找到了GC演算法中的神級演算法—–分代蒐集演算法。

4.！分代蒐集演算法：

本質 屬於前三種演算法的實際應用 新生代，老年代，永久代

新生代：朝生夕滅，存活時間短。eg：某一個方法的區域性變數，迴圈內的臨時變數等等。
老年代：生存時間長，但總會死亡。eg：快取物件，資料庫連線物件，單例物件等等。
永久代：幾乎一直不滅。eg：String池中的物件，載入過的類資訊。

java堆：新生代，老年代 方法區（永久代）：

使用這樣的方式，我們只浪費了10%的記憶體，這個是可以接受的，因為我們換來了記憶體的整齊排列與GC速度。第二點是，這個策略的前提是，每次存活的物件佔用的記憶體不能超過這10%的大小，一旦超過，多出的物件將無法複製。

為了解決上面的意外情況，也就是存活物件佔用的記憶體太大時的情況，高手們將JAVA堆分成兩部分來處理，上述三個區域則是第一部分，稱為新生代或者年輕代。而餘下的一部分，專門存放老不死物件的則稱為年老代。

JVM在進行GC時，並非每次都對上面三個區域一起回收，大部分回收的是新生代。因此GC按照回收的區域又分為兩種：普通GC，全域性GC
普通GC：只針對新生代區域的GC
全域性GC：針對老年代的GC，偶爾伴隨新生代的GC以及對永久帶的GC

由於年老代與永久代相對來說GC效果不好，而且二者的記憶體使用增長速度也慢，因此一般情況下，需要經過好幾次普通GC，才會觸發一次全域性GC。