標記-清除演算法：

最基礎的收集演算法“標記-清除”（Mark-Sweep）演算法，演算法分為“標記”和“清除”兩個階段，首先標記需要回收的物件，在標記完成後統一回收所有被標記的物件。之所以稱為最基礎的收集演算法，是因為後續的演算法都是基於這種思路並對其不足進行改進而得到的。

不足：

1. 一個是效率問題，標記和清除兩個過程的效率都不高。
2. 另一個是空間問題，標記清除之後會產生大量不連續的記憶體碎片，空間碎片太多可能導致以後在程式執行過程需要分配較大物件時，無法找到足夠的連續記憶體而不得不提前觸發另一次垃圾收集動作。

複製演算法：

為了解決效率問題，一種稱為複製(Copying)的收集演算法出現了，它將可用記憶體按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中一塊。當這塊記憶體用完了，將還存活的物件複製到另外一塊上面，然後把前一塊記憶體空間一次清理掉

優點：這樣使得每次對整個半區進行記憶體回收，記憶體分配時也不用考慮記憶體碎片等複雜情況，只要移動堆頂指標，按順序分配記憶體即可，實現簡單，執行高效。

缺點：複製演算法的代價是將記憶體縮小為了原來的一半，增加了垃圾回收的次數。

現在的商業虛擬機器（指3大虛擬機器）都採用這種演算法來回收新生代，IBM公司的專門研究表明，新生代中的物件，98%是“朝生夕死”，所以並不需要按照1:1的比例來劃分記憶體空間，而是將記憶體分為一塊較大的Eden空間（伊甸園）和兩塊較小的Survivor（倖存者區）空間，每次使用Eden和其中一塊Survivor。當回收時，將Eden和Survivor中還存活著的物件一次性的複製到另外一塊Survivor空間上，最後清理掉Eden和剛使用過的Survivor空間

如果另外一塊Survivor空間沒有足夠空間存放上一次新生代收集下來的存活物件時，這些物件將直接通過分配擔保機制進入老年代。

Eden、Survivor複製過程概述：

Eden Space字面意思是伊甸園，物件被建立的時候首先放到這個區域，進行垃圾回收後，不能被回收的物件被放入到空的Survivor區域。

Survivor Space倖存者區，用於儲存在Eden Space記憶體區域中經過垃圾回收後沒有被回收的物件。Survivor有兩個，分別為To Survivor、From Survivor，這個兩個區域的空間大小是一樣的。執行垃圾回收的時候Eden區域不能被回收的物件被放入到空的Survivor（也就是To Survivor，同時Eden區域的記憶體會在垃圾回收的過程中全部釋放），另一個Survivor（即From Survivor）裡不能被回收的物件也會被放入這個Survivor（即To Survivor），然後To Survivor 和 From Survivor的標記會互換，始終保證一個Survivor 是空的。

為啥需要兩個Survivor？因為需要一個完整的空間來複制過來。當滿的時候晉升。每次都往標記為to的裡面放，然後互換，這時from已經被清空，可以當作to了。

標記-整理演算法：

複製演算法在物件成活率較高時就要進行較多的複製操作，效率將會變低。更關鍵的是，如果不想浪費50%的空間，就需要有額外的空間進行分配擔保，以應對被使用的記憶體中所有物件都100%存活的極端情況，所以，老年代一般不能直接選用這種演算法。

根據老年代的特點，有人提出一種”標記-整理“Mark-Compact演算法，標記過程仍然與“標記-清除”演算法一樣，但後續步驟不是直接對可回收物件進行清理，而是讓所有存活的物件都向一端移動，然後直接清理端邊界以外的記憶體。

針對老年代，使用“標記-整理”（Mark-Compact）演算法。如圖：

分代收集演算法：

當前商業虛擬機器的垃圾收集都採用“分代收集”(Generational Collection)演算法，這種演算法根據物件存活週期的不同將記憶體劃分為幾塊。一般把Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據各個年代的特點採用最適當的收集演算法。在新生代，每次垃圾收集時都發現大批物件死去，只有少量存活，那就選用複製演算法，只需要付出少量存活物件的複製成本就可以完成收集。而老年代中因為物件存活率較高，沒有額外的空間對它進行分配擔保，就必須使用”標記-清除“和”標記-整理“演算法來進行回收。如圖：