一、总述

JVM有三种基础垃圾回收算法：标记清除、复制算法、标记整理。HotSpot虚拟机分代收集，新生代使用复制算法，老年代使用标记整理，CMS收集器底层基于标记清除。

二、标记清除算法（Mark-Sweep）

1. 执行流程

分为标记、清除两个阶段：

1. 标记阶段：以GC Roots为起点遍历引用链，标记所有存活对象；
2. 清除阶段：遍历整个堆内存，回收所有未被标记的垃圾对象。

2. 优点

逻辑简单，标记与清除操作执行速度快，实现成本低。

3. 缺点

回收完成后内存产生大量不连续碎片，空闲空间分散，分配大对象时容易提前触发GC。

4. 适用场景

极少单独使用，CMS并发收集器底层核心采用该算法思路。

三、复制算法（Copy）

1. 执行流程

将堆内存划分为两块同等大小区域：From区、To区。

1. GC时标记From区内所有存活对象；
2. 将存活对象完整复制到To区，保证内存连续规整；
3. 清空整个From区域，交换From与To的角色，完成回收。

2. 优点

1. 复制后内存无碎片，对象分配速度快；
2. 新生代对象存活率低、垃圾多，复制开销小，回收效率高。

3. 缺点

1. 内存利用率仅50%，一半空间始终闲置；
2. 若存活对象数量多，复制对象开销大幅上升，性能差。

4. 适用场景

专门用于新生代（Eden+Survivor优化版复制算法）。

四、标记整理算法（Mark-Compact）

1. 执行流程

分为标记、整理两个阶段：

1. 标记阶段：和标记清除完全一致，标记全部存活对象；
2. 整理压缩阶段：将所有存活对象统一向内存一端平移压缩，紧密排列；
3. 清理边界以外全部垃圾，空闲空间集中在内存尾部。

2. 优点

回收后无内存碎片，大对象分配不会因碎片频繁触发GC，适合长期存活对象。

3. 缺点

需要移动大量存活对象，并修改所有引用地址指向新内存位置，整体执行效率偏低。

4. 适用场景

老年代默认回收算法，老年代对象存活率高，不适合复制算法。

五、面试简答

问：JVM有哪三种垃圾回收算法，分别介绍流程、优缺点与适用场景？

答：

1. 标记清除：先标记存活对象，再清除垃圾。实现简单速度快，但产生大量内存碎片；CMS收集器底层使用。
2. 复制算法：内存均分两块，存活对象复制到备用区，无碎片，新生代效率高；缺点内存利用率只有50%，用于新生代。
3. 标记整理：标记后压缩存活对象到内存一端，消除碎片，适合老年代；缺点移动对象带来额外性能损耗。