JVM 記憶體管理：五分鐘徹底搞懂標記-清除演算法

背景：從根搜尋到垃圾收集

根搜尋算法解決了「哪些物件可回收」的問題，但實際回收仍需 GC 執行緒與應用執行緒協作。標記-清除演算法應運而生：當堆可用記憶體耗盡，觸發 Stop-the-World，執行「標記」與「清除」兩階段。

兩大核心階段

1. 標記：從 GC Roots 出發遍歷，將所有可達物件標記為存活。
2. 清除：掃描整個堆，回收未被標記的物件佔用的記憶體。

圖解流程

清除後，存活物件標記位歸零，程式恢復運行。

為何必須 Stop-the-World？

若 GC 與應用並發，可能出現「漏標」導致新建物件被誤回收。例如：物件 A 已標記完成，此時應用建立 B 並讓 A 引用 B，B 錯過標記階段，清除時將被錯誤回收，導致程式邏輯錯誤。

兩大致命缺點

1. 效率低：遞歸遍歷根節點 + 全堆掃描，且需暫停應用，交互式系統體驗極差。
2. 記憶體碎片：清除後空閒區間不連續，需維護空閒列表，大物件（如陣列）分配困難。

結語

標記-清除是 GC 歷史的起點，其缺點直接催生了複製與標記-整理兩大優化演算法。下一章將詳細拆解這兩種改良方案。

作者：zuoxiaolong（左潇龍）
出處：博客園左潇龍的技術博客