垃圾回收算法有哪些？能简单介绍一下各自的核心逻辑吗？
垃圾回收算法是 JVM 回收垃圾对象的"核心策略"，核心有 4 类基础算法 + 1 类组合策略（分代回收），它们的设计都是围绕"高效识别垃圾、回收内存、减少影响"展开的。
一、核心基础算法（4 类）
1. 复制算法（Copying GC）
- 核心原理：把内存分成两块大小相等的区域（A 区、B 区），只在 A 区分配对象；GC 时，找出 A 区所有存活对象，复制到 B 区并紧凑排列，然后清空 A 区，下次分配切换到 A 区（循环往复）。
- 优点：回收速度快（只复制存活对象，不用扫描垃圾）；回收后无内存碎片（对象紧凑排列）。
- 缺点：内存利用率低（只能用一半内存）；存活对象多的时候，复制成本高（要拷贝大量对象）。
- 适用场景：年轻代（比如 Eden + Survivor 区）------ 年轻代对象"朝生夕死"，存活比例极低，复制成本低，刚好适配算法优势。
2. 标记-清除算法（Mark-Sweep）
- 核心原理：分两步走：① 标记：从 GC Roots 出发，遍历所有对象，给存活对象打标记；② 清除：遍历整个内存，把没打标记的垃圾对象回收，释放内存。
- 优点：内存利用率高（不用拆分内存，全量使用）；不用移动对象（减少 CPU 开销）。
- 缺点：回收后产生大量内存碎片（垃圾对象零散分布，释放后留下零散空闲块）；效率受对象总数影响（要遍历所有对象，不管存活还是垃圾）。
- 适用场景：老年代日常回收------ 老年代对象存活比例高，标记存活对象比扫描垃圾快，且不用移动对象，适合频繁触发的回收。
3. 标记-整理算法（Mark-Compact）
- 核心原理：在"标记-清除"基础上多一步"整理"：① 标记（和标记-清除一致）；② 整理：把所有存活对象向内存一端移动，紧凑排列；③ 清除：清空内存另一端的垃圾对象，释放连续空闲空间。
- 优点：无内存碎片（对象紧凑排列）；内存利用率高（全量使用内存）。
- 缺点：效率比标记-清除低（多了"移动对象"的步骤，还要更新对象引用地址）；STW 停顿时间更长。
- 适用场景：老年代碎片较多时------ 比如多次标记-清除后，内存碎片积累，需要用它整理内存，保证大对象能顺利分配。
4. 标记- sweep - compact 混合算法（Mark-Sweep-Compact）
- 核心原理：不是独立算法，而是"标记-清除"和"标记-整理"的结合：日常用标记-清除保证回收效率，当内存碎片达到阈值（比如大对象分配失败），触发一次标记-整理清理碎片。
- 优点：兼顾效率和内存利用率（日常快，碎片多了再整理）。
- 缺点：逻辑更复杂（要判断碎片阈值）。
- 适用场景：老年代主流策略------ 比如 CMS 回收器的"并发标记清除"+ 定期"标记整理"，就是这种混合思路。
二、组合策略：分代回收算法（Generational GC）
- 核心原理：不是独立算法，而是"根据对象生命周期划分内存区域，适配不同基础算法"的策略------ 年轻代用复制算法，老年代用标记-清除/标记-整理算法（混合）。
- 设计依据：对象生命周期有明显差异（大部分对象短寿，少数对象长寿），针对性选择算法能最大化效率。
- 优点：兼顾年轻代"快速回收"和老年代"高内存利用率"，是目前最成熟的 GC 策略。
- 适用场景：绝大多数 JVM 场景（比如 JDK 8 的 ParNew+CMS、Parallel Scavenge+Parallel Old，都是分代回收）。
三、补充：不分代算法的核心思路（简单提一句）
现在还有打破分代模型的算法（比如 G1、ZGC 用的"区域化回收"），核心是把堆分成多个小 Region，每个 Region 独立回收，按需触发"复制"或"整理"，本质是"基础算法的区域化应用"，目的是减少 STW 停顿，适配大堆内存（比如 TB 级）。
总结
核心可以概括为：基础算法是"工具"，分代回收是"策略"------ 复制算法快、无碎片但费内存（适合年轻代）；标记-清除高效但有碎片（适合老年代日常）；标记-整理无碎片但慢（适合老年代碎片清理）；分代回收则是把这些工具组合起来，适配不同区域的对象特性，实现整体 GC 最优。