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清理垃圾算法又叫内存回收算法。
1 标记（Mark）
垃圾回收的第一步，就是找出活跃的对象。根据 GC Roots 遍历所有的可达对象，这个过程，就叫作标记。
如图所示，圆圈代表的是对象。绿色的代表 GC Roots，红色的代表可以追溯到的对象。可以看到标记之后，仍然有多个灰色的圆圈，它们都是被回收的对象。
2 清除（Sweep）
清除阶段就是把未被标记的对象回收掉。
但是这种简单的清除方式，有一个明显的弊端，那就是碎片问题。比如我申请了 1k、2k、3k、4k、5k 的内存。
由于某种原因 ，2k 和 4k 的内存，我不再使用，就需要交给垃圾回收器回收。
这个时候，我应该有足足 6k 的空闲空间。接下来，我打算申请另外一个 5k 的空间，结果系统告诉我内存不足了。系统运行时间越长，这种碎片就越多。在很久之前使用 Windows 系统时，有一个非常有用的功能，就是内存整理和磁盘整理，运行之后有可能会显著提高系统性能。这个出发点是一样的。
3 复制（Copying）
优点
- 因为是对整个半区进行内存回收，内存分配时不用考虑内存碎片等情况。实现简单，效率较高
不足之处
- 既然要复制，需要提前预留内存空间，有一定的浪费
- 在对象存活率较高时，需要复制的对象较多，效率将会变低
4 整理（Compact）
其实，不用分配一个对等的额外空间，也是可以完成内存的整理工作。可以把内存想象成一个非常大的数组，根据随机的 index 删除了一些数据。那么对整个数组的清理，其实是不需要另外一个数组来进行支持的，使用程序就可以实现。它的主要思路，就是移动所有存活的对象，且按照内存地址顺序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。
但是需要注意，这只是一个理想状态。对象的引用关系一般都是非常复杂的，我们这里不对具体的算法进行描述。你只需要了解，从效率上来说，一般整理算法是要低于复制算法的。
5 扩展回收算法
目前JVM的垃圾回收器都是对几种朴素算法的发扬光大（没有最优的算法，只有最合适的算法）：
- 复制算法（Copying） ：复制算法是所有算法里面效率最高的，缺点是会造成一定的空间浪费
- 标记-清除（Mark-Sweep） ：效率一般，缺点是会造成内存碎片问题
- 标记-整理（Mark-Compact） ：效率比前两者要差，但没有空间浪费，也消除了内存碎片问题
6 标记清除（Mark-Sweep）
首先从 GC Root 开始遍历对象图，并标记（Mark）所遇到的每个对象，标识出所有要回收的对象。然后回收器检查堆中每一个对象，并将所有未被标记的对象进行回收。
不足之处
- 标记、清除的效率都不高
- 清除后产生大量的内存碎片，空间碎片太多会导致在分配大对象时无法找到足够大的连续内存，从而不得不触发另一次垃圾回收动作
7 标记整理（Mark-Compact）
与标记清除算法类似，但不是在标记完成后对可回收对象进行清理，而是将所有存活的对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
优点
- 消除了标记清除导致的内存分散问题，也消除了复制算法中内存减半的高额代价
不足之处
- 效率低下，需要标记所有存活对象，还要标记所有存活对象的引用地址。效率上低于复制算法
8 分代收集（Generational Collection）
研究表明大部分对象可以分为两类：
- 大部分对象的生命周期都很短
- 其他对象则很可能会存活很长时间
根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。对不同周期的对象采取不同的收集算法：
- 新生代：每次垃圾收集会有大批对象回收，所以采取复制算法
- 老年代：对象存活率高，采取标记清理或者标记整理算法
① 年轻代（Young Generation）
年轻代使用的垃圾回收算法是复制算法。因为年轻代发生 GC 后，只会有非常少的对象存活，复制这部分对象是非常高效的。但复制算法会造成一定的空间浪费，所以年轻代中间也会分很多区域。
如图所示，年轻代分为：1个伊甸园空间（Eden ） ，2个幸存者空间（Survivor ） 。当年轻代中的 Eden 区分配满的时候，就会触发年轻代的 GC（Minor GC）。具体过程如下：
- 在 Eden 区执行了第一次 GC 之后，存活的对象会被移动到其中一个 Survivor 分区（以下简称from）
- Eden 区再次 GC，这时会采用复制算法，将 Eden 和 from 区一起清理。存活的对象会被复制到 to 区，然后只需要清空 from 区就可以了
在这个过程中，总会有1个 Survivor 分区是空置的。Eden、from、to 的默认比例是 8:1:1，所以只会造成 10% 的空间浪费。这个比例，是由参数 -XX:SurvivorRatio 进行配置的（默认为 8）。
② 老年代（Old/Tenured Generation）
老年代一般使用“标记-清除”、“标记-整理”算法，因为老年代的对象存活率一般是比较高的，空间又比较大，拷贝起来并不划算，还不如采取就地收集的方式。对象进入老年代的途径如下：
-
提升（Promotion）
如果对象够老，会通过“提升”进入老年代
-
分配担保
年轻代回收后存活的对象大于10%时，因Survivor空间不够存储，对象就会直接在老年代上分配
-
大对象直接在老年代分配
超出某个大小的对象将直接在老年代分配
-
动态对象年龄判定
有的垃圾回收算法，并不要求 age 必须达到 15 才能晋升到老年代，它会使用一些动态的计算方法。
比如，如果幸存区中相同年龄对象大小的和，大于幸存区的一半，大于或等于 age 的对象将会直接进入老年代。
