深入解析JVM中的垃圾回收机制

1.1 标记-清除算法

作为最早的垃圾回收算法之一，标记-清除算法通过两个阶段来处理不再使用的对象：首先是标记阶段，系统遍历所有对象，标记那些仍被引用的对象；其次是清除阶段，释放未被标记的所有对象占用的空间。然而，这种方法存在明显的缺点，如标记和清除过程耗时较长，且容易产生内存碎片，影响内存管理效率。

1.2 复制算法

为了解决标记-清除算法的效率问题，复制算法提出了一种更为高效的方法。该算法将内存分为两个相同大小的部分，仅使用其中一个部分，当这部分内存需要回收时，将所有存活的对象复制到另一部分，然后清空原部分。这种方法虽然提高了回收效率，但也牺牲了一半的内存空间，降低了空间利用率。为了优化这一点，现代JVM通常采用三区模型，即一个较大的Eden区和两个较小的Survivor区，以减少内存浪费。

1.3 标记-整理算法

针对老年代对象存活率高的特点，标记-整理算法在标记阶段后，不是立即清除无用对象，而是将所有存活对象压缩到内存的一端，从而避免了内存碎片的问题。这一方法特别适用于对象生命周期长的老年代。

1.4 分代收集算法

分代收集算法基于对象的生命周期特性，将内存划分为不同的区域，如新生代和老年代。新生代主要用于存放新创建的对象，由于这些对象大多很快就会被回收，因此采用复制算法能有效提高回收效率；而老年代则存放生命周期较长的对象，更适合使用标记-整理或标记-清除算法。

垃圾收集器是上述算法的实际应用，不同的收集器具有不同的特性和适用场景。例如，Serial收集器是最基础的单线程收集器，适合于单核处理器或内存较小的应用场景。