【JVM】Java中有哪些垃圾回收算法？

最近在学习JVM相关内容，想分享一下Java中垃圾回收算法，也是JVM重要的一part，如果对你有帮助，欢迎点赞、收藏、评论！

常见的垃圾回收算法有以下三种：
标记-清除算法、标记-整理算法、复制算法。
每种算法有不同的适用场景与存在的问题，下面细聊。

1.标记-清除算法(Mark-Sweep)：

• 流程： 先遍历堆中的对象，标记出存活的对象，然后原地把其他的垃圾对象(未标记的)清除。
• 优点： 比较简单，可以处理堆中的所有对象。
• 缺点： 标记和清除过程会出现碎片，影响后续内存分配。

2.标记-整理算法(Mark-Compact)：

• 流程： 遍历堆中的对象，标记出存活对象，先把这些存活对象先整理到一侧，然后把(未标记的)垃圾对象清除。与标记-清除算法的区别是：先整理，再清除。
• 优点： 避免了内存碎片。
• 缺点： 由于要移动对象，有额外的开销。

3.复制算法：

通过复制存活对象来清除垃圾对象。
三步走： 分块、复制、交换。

步骤1.内存分块

将堆内存划分为大小相等的两块区域（通常称为 “From 空间” 和 “To 空间”），同一时间只使用其中一块（From 空间），另一块（To 空间）保持空闲。

步骤2.标记与复制

当 From 空间快满时，触发垃圾回收：
**标记：**遍历 From 空间，识别所有存活对象（被根对象直接或间接引用的对象）。
复制：将所有存活对象按顺序复制到 To 空间（紧凑排列，无碎片）。
**清除：**复制完成后，From 空间中剩余的对象都是垃圾，直接清空整个 From 空间。

步骤3.空间交换

回收结束后，From 空间和 To 空间的角色互换：原来的 To 空间变为新的 From 空间（供程序分配内存），原来的 From 空间变为新的 To 空间（空闲）。

以上步骤完成后，TO区总是空闲的，FROM区提供可分配的内存空间。

优点：
1.无内存碎片：存活对象被连续复制到TO空间，内存布局紧凑。
2.回收高效：无需标记垃圾（只需标记存活对象），也无需逐个清除垃圾，直接清空整个 From 空间即可，回收过程简单快速。
3.适合新生代：年轻代对象 “朝生夕死”（存活时间短，存活对象少），复制时只需复制少量对象，成本低。

缺点：
1.内存利用率低：因为TO空间处于空闲状态，所以实际空间利用率只有50%。
2.不适合存活对象多的场景：比如老年代，复制需要大量时间，性能较低。
3.对象引用需要更新：复制对象后，原对象的引用地址会发生变化，需要遍历并更新所有引用该对象的指针，增加额外开销。

4.总结：