列举并解释常见的垃圾收集算法

垃圾收集(Garbage Collection,GC)是自动内存管理的重要部分,常用的垃圾回收算法主要有以下几种:

  1. 标记-清除(Mark-Sweep)算法:这是最基础的垃圾收集算法。它分为“标记”和“清除”两个阶段,首先标记出所有需要回收的对象,然后清除被标记的对象。这种算法的主要缺点是清除后会产生大量不连续的内存碎片。

  2. 复制(Copying)算法:这种算法将可用内存分为两个相等的区域,每次只使用其中一个区域。垃圾收集时,会遍历当前使用区域中的所有对象,把还活着的对象复制到另一个区域中,然后把当前使用区域整个清空。这种算法的优点是没有内存碎片,缺点是需要两倍内存空间。

  3. 标记-整理(Mark-Compact)算法:这种算法是标记-清除算法的改进版,增加了整理的过程。在标记和清除之后,会把所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。这种算法避免了内存碎片,但移动对象的成本比较高。

  4. 分代(Generational)收集算法:这种算法基于这样一个观察:大部分对象都是生命周期短的,少部分对象的生命周期长。所以,内存被分为两部分,一部分为新生代,一部分为老年代。新对象首先在新生代中分配,新生代满了之后进行一次垃圾收集。存活的对象会被复制到老年代中,老年代满了之后,再对老年代进行垃圾收集。

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