GC算法演进路径为：标记-清除（解决基础回收，但碎片化）→标记-整理（消除碎片，需移动对象）→复制算法（新生代高效无碎片，空间浪费）→分代收集（整合算法，依弱代假说分区优化）。

GC算法不是一成不变的固定方案，而是随着应用规模、硬件能力与业务需求持续演进的工程选择。它从最朴素的“标记再清掉”起步，逐步解决碎片、停顿、吞吐之间的矛盾，最终走向按需定制的生产级实践。

标记-清除：简单但带来碎片问题

这是所有GC算法的起点。它分两步走：先从GC Roots出发，标记所有可达对象；再遍历整个堆，把没被标记的对象内存直接释放。

• 优点是实现轻量，不移动对象，引用地址不变，开发成本低
• 缺点也很直接：清除后空闲内存零散，分配大对象时容易因找不到连续空间而触发Full GC
• 实际中CMS老年代就用它，为的是减少停顿，但得靠定期碎片整理或扩容来缓解压力

标记-整理：解决碎片，代价是移动开销

在标记-清除基础上加了一步“归位”：把所有存活对象往堆的一端紧凑排列，再清掉尾部整块空间。

• 好处是彻底消除碎片，后续分配可用指针碰撞，又快又稳
• 代价是移动过程中要更新所有指向这些对象的引用，尤其在老年代对象多、引用关系复杂时，耗时明显
• Serial Old、Parallel Old这类吞吐优先的收集器就选它，适合对延迟不敏感但要求内存利用率高的场景

复制算法：新生代的高效选择

把内存切成两半（比如Eden+S0/S1），只用其中一块，回收时把存活对象一次性复制到另一块，然后交换角色。

• 天然无碎片，分配就是指针挪一下，极快
• 只遍历存活对象，而新生代里90%以上对象朝生夕死，效率很高
• 硬伤是空间浪费一半，所以只适合存活率低的区域——也就是新生代
• 所有主流新生代收集器（Serial、ParNew、G1的Young GC）都基于它

分代收集：把理论变成可落地的工程策略

它不是新算法，而是把前面几种算法组织起来的顶层设计：按对象年龄划分区域，新生代用复制，老年代用标记-整理或标记-清除，再配合晋升策略和跨代引用处理。

• 核心依据是“弱代假说”——大部分对象活不久，少数长期存活的才进老年代
• 让高频小回收（Young GC）快如闪电，低频大回收（Old GC）更可控
• 现代JVM默认启用，但具体怎么分、比例如何、何时晋升，全靠参数调优来适配业务节奏

不复杂但容易忽略