垃圾回收（Garbage Collection）是一种自动内存管理机制，用于自动检测和回收不再使用的内存资源，从而减少程序员手动释放内存的工作负担，防止内存泄漏和野指针等内存相关的错误。垃圾回收机制的核心任务是确定哪些内存对象是"垃圾"，即不再被程序使用的对象，并将这些对象所占用的内存空间进行回收。
垃圾回收算法是用来确定哪些内存对象是垃圾的算法。下面是几种常见的垃圾回收算法：
- 引用计数（Reference Counting）：引用计数算法通过在每个对象中维护一个引用计数器，记录当前对象被引用的次数。当引用计数器为零时，即没有任何引用指向该对象，可以将其标记为垃圾并回收。但是，引用计数算法无法处理循环引用的情况，即一组对象彼此引用形成环，导致引用计数无法归零，这就需要其他算法的辅助。
- 标记-清除（Mark and Sweep）：标记-清除算法分为两个阶段。首先，通过从根对象开始，递归遍历所有可达对象，并标记它们为活动对象。然后，在清除阶段，遍历整个堆内存，回收未标记的对象，并进行内存的整理，使得回收后的内存空间变成连续的块。
- 复制（Copying）：复制算法将可用内存划分为大小相等的两个区域（一般称为"From"区和"To"区）。在垃圾回收过程中，首先将所有存活的对象从"From"区复制到"To"区，然后将"From"区的所有对象视为垃圾。最后，清空整个"From"区并交换"From"区和"To"区的角色，使得下一次回收时可以重复使用"From"区。
- 标记-压缩（Mark and Compact）：标记-压缩算法结合了标记-清除和复制算法的特点。首先，通过标记阶段标记所有活动对象。然后，在压缩阶段，将所有活动对象向一端移动，同时清理未移动的内存空间，使得空闲内存空间形成连续的块。
- 分代（Generational）：分代垃圾回收算法基于一个观察：大多数对象很快就会变成垃圾。根据这个观察，分代算法将堆内存划分为不同的代（Generation），通常分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。新生代中的对象生命周期较短，采用复制算法进行回收；而老年代中的对象生命周期较长，采用标记-清除或标记-压缩算法进行回收。
这些垃圾回收算法各有优缺点，适用于不同的应用场景。实际的垃圾回收器通常会结合多种算法，根据实际情况进行选择和优化，以达到更高效和更平滑的垃圾回收效果。
