JVM 記憶體管理：GC 算法精解——複製與標記整理演算法

複製演算法

複製演算法將記憶體劃分為大小相等的兩塊：活動區與空閒區。分配時僅使用活動區；當活動區耗盡，暫停程式（Stop-the-World），啟動 GC 執行緒，將存活物件按順序複製至空閒區，並更新引用地址。複製完成後，兩區角色互換，原活動區一次性清空，實現記憶體整理與回收。

優缺點分析

• 優點：解決標記-清除的記憶體碎片問題，分配只需指標碰撞，速度極快。
• 缺點：浪費 50% 記憶體；若物件存活率高（極端 100%），複製開銷巨大，效率驟降。

結論：複製演算法僅適用於存活率極低的場景（如新生代）。

標記-整理演算法

演算法分兩階段：

1. 標記：同標記-清除，遍歷 GC Roots 標記存活物件。
2. 整理：將所有存活物件向記憶體一端移動，按順序緊湊排列，清理邊界外記憶體。

優缺點分析

• 優點：無記憶體碎片，記憶體利用率 100%，無需複製空間。
• 缺點：需移動物件並更新引用，效率低於複製演算法（多了一次整理掃描）。

三大演算法綜合對比

標記-清除雖較落後，但作為基礎孕育了後兩者。實際工程中，沒有完美算法，只有最適合場景的算法——這正是分代收集誕生的動力。

結語

理解三大演算法的權衡，才能看懂為何 JVM 要按物件年齡分代處理。下一章將揭曉「神級算法」——分代收集算法的完整邏輯。

作者：zuoxiaolong（左潇龍）
出處：博客園左潇龍的技術博客