标记-整理算法（Mark-Compact）先标记所有可达对象，再将存活对象顺序搬移到堆的一端以消除碎片，最后统一更新所有指向旧地址的引用。

标记-整理算法（Mark-Compact）在垃圾回收中通过“标记”存活对象、“整理”内存空间来消除碎片。其核心在于：先遍历并标记所有可达对象，再将它们顺序搬移到内存一端，最后批量更新所有指向这些对象的指针。

标记阶段：识别存活对象

从根集合（如栈帧、寄存器、静态变量）出发，用深度优先或广度优先遍历对象图，为每个可达对象打上标记位（如对象头中一个 bit）。未被标记的对象即判定为垃圾，后续不参与移动。

• 标记过程不修改对象内容，仅设置标识，开销相对可控
• 需保证并发场景下标记一致性（如使用三色标记或写屏障）
• 标记完成后，可快速统计存活对象总数和总大小，用于规划整理区域

整理阶段：按序搬移存活对象

从堆起始地址开始扫描，维护一个“目标位置”指针（如 freePtr），每遇到一个已标记对象，就将其完整复制到 freePtr 所指位置，然后将 freePtr 向后推进该对象大小。

• 搬移顺序通常与原始内存布局一致（保持局部性），也可按对象大小分组以优化缓存友好性
• 对象复制时需保持字段对齐、保留元数据（如类指针、哈希码等）
• 搬移后原位置可直接清零或留作下次分配起点，无需单独清理

指针更新阶段：修正所有引用

整理完成后，所有存活对象已紧凑排列，但程序中仍存在大量指向旧地址的引用（如栈、寄存器、其他对象字段）。必须遍历所有可能含指针的位置，将旧地址替换为新地址。

• 常用方法是预先记录每个对象的“移动映射”：旧地址 → 新地址（可用哈希表或位图压缩存储）
• 栈和寄存器中的指针由 GC 线程直接扫描并更新；堆内引用则遍历所有存活对象的字段逐个修正
• 现代实现常结合“卡片标记”或“写屏障”减少需扫描范围，避免全堆遍历

关键细节：移动与更新的协同保障

移动和更新必须严格有序：不能在对象尚未搬完时就开始更新指针，否则会引用到中间状态；也不能延迟更新导致程序读到失效地址。

• 典型做法是两阶段执行：第一阶段只搬移，第二阶段统一更新——确保原子性
• 部分 JVM 实现（如 Serial GC）采用“滑动压缩”，边搬移边计算新地址，但更新仍集中进行
• 若支持并发整理，需额外机制（如读屏障）拦截访问，防止程序看到半移动对象