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[1. 内存分区：将可用内存划分为大小相等的两块](#1. 内存分区：将可用内存划分为大小相等的两块)
[2. 垃圾回收：标记存活对象并复制到空闲区](#2. 垃圾回收：标记存活对象并复制到空闲区)
[3. 区域切换：清空原区域，互换 From/To 角色](#3. 区域切换：清空原区域，互换 From/To 角色)
[二、复制算法的流程示例（以新生代 Eden+S0→S1 为例）](#二、复制算法的流程示例（以新生代 Eden+S0→S1 为例）)
[1. 优点（核心优势：高效、无碎片）](#1. 优点（核心优势：高效、无碎片）)
[2. 缺点（核心局限：内存利用率低、复制开销）](#2. 缺点（核心局限：内存利用率低、复制开销）)
复制算法的核心思路是将内存划分为两块区域，只使用其中一块，垃圾回收时将存活对象复制到另一块，然后清空原区域，以此避免内存碎片、提升回收效率。
一、复制算法的核心工作流程
复制算法的设计初衷是解决 "标记 - 清除算法" 的内存碎片问题，其核心是内存分区 + 存活对象复制 + 原区域清空，具体流程分 3 步（以经典的 "半区复制" 为例）：
1. 内存分区：将可用内存划分为大小相等的两块
首先，将堆中某块区域（如新生代）划分为From 区（使用区） 和To 区（空闲区） ，两块区域大小完全相同，且同一时间只使用 From 区，To 区保持空闲。
补充：现代 JVM（如 HotSpot）对新生代的优化：将新生代划分为 1 个 Eden 区 + 2 个 Survivor 区（S0、S1），Eden 区占比约 80%，S0/S1 各占 10%，本质仍是复制算法的变种（Eden+S0 为 "From 区"，S1 为 "To 区"）。
2. 垃圾回收：标记存活对象并复制到空闲区
当 From 区内存耗尽触发 GC 时，执行两步核心操作：
- 标记存活对象：遍历 From 区，标记所有被引用的存活对象（如被栈中引用、老年代引用的对象）；
- 复制存活对象 ：将所有标记的存活对象按内存地址连续复制 到 To 区（空闲区），且复制后的对象在 To 区是连续存储的，无内存碎片。
3. 区域切换：清空原区域，互换 From/To 角色
- 复制完成后，清空 From 区的所有数据（直接释放整个区域，无需逐个清理垃圾）；
- 将 From 区和 To 区的角色互换：原 To 区变为新的 From 区（下次分配内存使用），原 From 区变为新的 To 区（下次 GC 的空闲区）。
二、复制算法的流程示例（以新生代 Eden+S0→S1 为例）
为了更直观理解，以 HotSpot 新生代的复制流程为例：
- 初始状态：Eden 区和 S0 区（From 区）用于分配新对象，S1 区（To 区）空闲；
- Eden 区满触发 Minor GC：
- 标记 Eden+S0 中所有存活对象；
- 将存活对象复制到 S1 区（连续存储）；
- 清空 Eden 区和 S0 区；
- 角色切换：S1 变为新的 From 区（下次对象分配到 Eden+S1），S0 变为新的 To 区（空闲）；
- 下次 GC 时，重复上述流程，存活对象在 S0/S1 之间来回复制，达到年龄阈值（如 15）的对象会被复制到老年代。
三、复制算法的优缺点分析
1. 优点（核心优势：高效、无碎片）
- 回收效率极高 ：① 只需要遍历并复制存活对象，无需处理垃圾对象（垃圾对象直接随原区域清空）；② 新生代中 90% 以上的对象都是 "朝生夕死"，存活对象极少，复制成本极低；
- 无内存碎片 ：存活对象被连续复制到空闲区，分配新对象时只需按指针偏移即可（如
指针碰撞方式），无需维护空闲列表，分配效率高； - 实现简单：逻辑比标记 - 清除、标记 - 整理算法更简单，易于工程实现。
2. 缺点（核心局限：内存利用率低、复制开销）
- 内存利用率低：经典半区复制算法仅能使用 50% 的内存（另一块始终空闲）；即使是 HotSpot 的 Eden+2Survivor 设计，也仅能使用约 90% 的新生代内存（1 个 Survivor 始终空闲），本质仍是 "牺牲内存换效率"；
- 有复制开销：若存活对象比例较高（如老年代），复制大量存活对象会消耗 CPU 资源，导致 GC 停顿时间变长；
- 需要对象年龄记录：为了将长期存活的对象转移到老年代，需要为每个对象维护 "年龄计数器"，增加了少量内存开销；
- 无法直接用于老年代：老年代对象存活率高、体积大，若用复制算法会产生大量复制开销，且老年代内存空间大，预留一半空闲区的成本过高。
四、复制算法的适用场景
复制算法的优缺点决定了其仅适合新生代 GC（Minor GC），原因：
- 新生代对象存活时间短、存活率低（通常 < 10%），复制开销可忽略；
- 新生代内存空间小，预留空闲区的内存损耗可接受；
- 无碎片的特性适配新生代高频次的对象分配需求。
而老年代 GC（Major GC/Full GC）则主要使用标记 - 整理算法（或标记 - 清除 + 标记 - 整理混合），避免复制开销和内存浪费。
总结
核心工作流程
- 内存划分为 "使用区（From）" 和 "空闲区（To）"，仅使用 From 区；
- GC 时标记 From 区存活对象，复制到 To 区（连续存储）；
- 清空 From 区，互换 From/To 角色，完成回收。
核心优缺点
表格
| 维度 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 效率 | 回收 / 分配效率高，仅处理少量存活对象 | 存活对象多时有复制开销，GC 停顿变长 |
| 内存利用 | 无内存碎片，分配对象无需维护空闲列表 | 内存利用率低（经典版仅 50%） |
| 适用场景 | 新生代（存活率低、内存小） | 不适合老年代（存活率高、内存大） |
关键特征
复制算法是 "空间换时间" 的典型设计，通过牺牲部分内存的利用率，换取了高效、无碎片的垃圾回收效果，是新生代 GC 的首选算法。