§2.1.2 垃圾回收算法

考察意图：理解各算法的原理、优缺点和适用分代，能结合业务场景说明选型理由。

回答样板：

四种基础算法，JVM根据分代特性组合使用：

1. 标记-清除（Mark-Sweep）——最基础

• 流程：标记阶段遍历GC Roots标记存活对象 → 清除阶段回收未标记对象
• 优点：算法简单，不移动对象
• 缺点：内存碎片化——清除后产生大量不连续的空闲内存。碎片严重时，即使总空闲内存足够，也可能无法分配大对象，触发Full GC
• 适用：老年代的基础算法（CMS的标记-清除阶段）

2. 标记-复制（Mark-Copy）——新生代首选

• 流程：将存活对象复制到另一块空白区域 → 原区域整块清空
• 优点：无内存碎片，整块清空效率极高，只需移动存活对象
• 缺点：浪费50%空间（需要一块空白区域做副本）。不过新生代对象98%朝生夕死，实际只需要很小的Survivor空间
• 适用：新生代Minor GC。8:1:1的Eden:Survivor比例就是基于这个假设——Survivor只需要留新生代10%的空间。如果Survivor不够放存活对象，通过分配担保机制直接晋升老年代

3. 标记-整理（Mark-Compact）——老年代兜底

• 流程：标记存活对象 → 将所有存活对象移到内存一端 → 清理边界外的内存
• 优点：无内存碎片，不需要浪费额外空间
• 缺点：移动对象需要STW，且需要更新所有指向被移动对象的引用——停顿时间与堆中存活对象数量成正比
• 适用：老年代（Serial Old、Parallel Old）

4. 分代收集（Generational Collection）——JVM的顶层策略

• 不是独立算法，而是"不同分代用不同算法"的策略组合
• 核心假设：弱分代假说——绝大多数对象朝生夕死（新生代用复制算法）；强分代假说——熬过多次GC的对象一般不会轻易死亡（老年代用标记-清除/标记-整理）
• 几乎所有JVM垃圾回收器都基于分代假设设计

记忆集（Remembered Set）与卡表（Card Table）：

分代收集的致命问题：跨代引用。新生代对象被老年代引用时，Minor GC只扫新生代，无法通过GC Roots找到这个老年代引用，导致存活新生代对象被误清。解决方案：老年代维护一张卡表——将老年代内存按512字节分块（Card），有老年代引用指向新生代时，对应Card标记为"脏"。Minor GC扫描时除了GC Roots还扫描卡表中的脏Card，避免全堆扫描。CMS和G1都在写屏障（Write Barrier）中维护这张卡表，性能开销约5%-10%。

陷阱提示：四种算法的优缺点和应用分代背串；不知道跨代引用问题和卡表机制；以为复制算法就是新生代的全部。