标记-清除算法的标记阶段从GC Roots开始，包括虚拟机栈中局部变量、方法区静态变量与常量、JNI引用的对象；通过可达性分析（DFS/BFS）遍历引用链标记所有可达对象，为清除阶段提供依据。
标记过程是标记-清除算法的起点和关键，它决定了哪些对象能被保留、哪些会被回收。这个阶段不释放任何内存，但直接影响后续清除的准确性和效率。
标记从哪里开始：GC Roots 的真实构成
标记不是随机扫描，而是严格从一组可信的“根”出发。这些根对象本身不依赖其他对象存活，包括：
- Java 虚拟机栈中每个线程的栈帧里的局部变量、方法参数（正在执行的方法所引用的对象）
- 方法区中类的静态字段（static 修饰的变量）所引用的对象
- 方法区中的常量池里字符串常量、类字面量等直接引用的对象
- 本地方法栈中 JNI（Native 方法）持有的 Java 对象引用
注意：这些根对象必须是“活跃”的——比如一个已结束的方法，其栈帧早已弹出，对应的局部变量就不再算作 GC Roots。
标记如何传播：可达性分析的遍历逻辑
从 GC Roots 出发后，标记器会沿着对象之间的引用链逐层推进。核心是判断“是否可达”，而非“是否还有引用”。典型实现采用广度优先（BFS）或深度优先（DFS），以避免递归过深或队列爆炸：
- 初始时，所有 GC Roots 入队（或入栈），并立即标记为“已访问”
- 每次取出一个对象，检查它的每个字段：若字段是非 null 引用，且该引用指向的对象尚未标记，则标记它，并加入待处理队列
- 重复该过程，直到队列为空——此时所有从根出发可到达的对象均已标记
例如：A → B → C，且 A 是 GC Root。标记器先标 A，再通过 A 找到 B 并标记，再通过 B 找到 C 并标记；若 D 只被 C 引用而 C 已不可达，则 D 不会被标记，即使它自身仍有字段。
标记怎么记录：三种常见技术及其取舍
标记信息需要持久化，不同 JVM 实现采用不同策略：
- 对象头位图（Bit Map in Object Header）：在对象头中复用少量标志位（如 mark word 的某一位），开销最小，但需对象结构支持，且并发标记时需原子操作保障安全
- 独立标记位图（Separate Bitmap）：维护一块与堆内存一一映射的位图区域（1 bit 表示 1 个对象或 1 个内存单元），适合大堆和并发场景，但额外占用内存
- 标记栈/队列 + 状态字段：不依赖底层结构，用额外数据结构管理状态，灵活性高，但引入间接引用和内存分配开销
现代 JVM（如 ZGC、Shenandoah）倾向使用独立位图，兼顾并发性与可预测性；而 Serial、Parallel Old 则多采用对象头标记，追求低延迟和简单性。
标记阶段的现实约束与风险点
标记看似简单，但在实际运行中面临几个隐性挑战：
- STW 必然性：为保证对象图静止（避免用户线程修改引用关系导致漏标或错标），绝大多数标记阶段需暂停应用线程（Stop-The-World）
- 漏标问题：若标记过程中用户线程将新引用写入已标记对象，而该新引用指向未标记对象，就可能漏标——三色标记法正是为解决此问题而设计
- 精度边界：标记只识别强引用；软引用、弱引用、虚引用的对象虽可能被回收，但它们本身仍可能在标记阶段被临时视为“存活”，需后续阶段按引用强度分别处理
因此，一次成功的标记，不仅是“走完引用链”，更是对并发一致性、内存模型和引用语义的综合把控。
