GC（Garbage Collection，垃圾回收）算法是一種自動化的內存管理機制，用于檢測和回收不再被程序使用的內存，從而避免內存泄漏，并確保系統資源的高效利用。GC算法的工作原理可以概括為兩個主要步驟：標記（Mark）和清除（Sweep）。在標記階段，垃圾回收器會標記出所有仍然被程序使用的對象，即“活”的對象，這些對象需要保留。在清除階段，垃圾回收器會回收所有未被標記的對象，即“死”的對象，釋放它們所占用的內存空間。
GC算法的主要類型包括：
標記-清除算法（Mark-Sweep）：這是最基礎的垃圾回收算法，分為標記和清除兩個階段。首先標記出所有需要回收的對象，然后統一回收所有被標記的對象。該算法會產生內存碎片，可能會導致大對象找不到可利用空間的問題。
復制算法（Copying）：這種算法將內存空間分為兩塊，每次只使用其中一塊。當這一塊內存滿后，將存活的對象復制到另一塊內存區域上，并清空已使用的內存塊。這種算法實現簡單，內存效率高，不易產生內存碎片，但內存使用率被壓縮到原來的一半。
標記-壓縮算法（Mark-Compact）：標記-壓縮算法是對標記-清除算法的改進。它在標記階段標記存活的對象后，在清除階段通過壓縮所有存活對象，將它們移動到堆的一端，從而釋放出連續的內存塊。這種算法解決了標記-清除算法的內存碎片化問題，但對象移動開銷較大，且暫停時間較長。
分代垃圾回收（Generational GC）：分代垃圾回收是現代GC實現中非常常見的一種優化策略。它將內存劃分為幾代（通常是新生代和老年代），不同代的對象使用不同的回收策略。新生代通常使用復制算法，而老年代則使用標記-清除或標記-壓縮算法。
增量式垃圾回收（Incremental GC）：增量式垃圾回收是一種通過分階段執行垃圾回收操作，減少每次回收時的暫停時間的算法。與傳統的“全停頓”方式不同，增量式GC將回收過程分解為多個小步驟，與應用程序的執行交替進行。
不同的GC算法適用于不同的場景，開發人員需要根據應用程序的特點選擇合適的算法。例如，復制算法適用于新生代，因為新生代中對象存活率低，而標記-清除或標記-壓縮算法適用于老年代，因為老年代中對象存活率高。
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