由于垃圾收集算法的實作涉及大量的程式細節，而且每個平台的虛拟機操作記憶體的方法又各不相同，是以部落格中不過多的讨論算法的實作，隻是介紹幾種算法的思想以及發展。
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标記清除算法分為“标記”和“清除”兩個階段，首先先标記出那些對象需要被回收，在标記完成後會對這些被标記了的對象進行回收；如下圖：
這種算法的優點在于不需要對對象進行移動操作，僅對不存活的對象進行操作，是以在對象存活率較高的情況下效率非常高，但是從上圖模拟的結果來看對象被回收後，可用的記憶體并不是連續的，而是斷斷續續，造成大量的記憶體碎片。 存儲對象時要求記憶體空間時連續的，是以虛拟機在給新的記憶體較大的對象配置設定空間時，有可能找不到足夠大的連續的空閑的空間來存放，進而引發一次垃圾回收動作，實際上裡面是有大量的空閑空間的，隻是不連續而已。
複制算法是将記憶體分為兩塊大小一樣的區域，每次是使用其中的一塊。當這塊記憶體塊用完了，就将這塊記憶體中還存活的對象複制到另一塊記憶體中，然後清空這塊記憶體。這種算法在對象存活率較低的場景下效率很高，比如說新生代，隻對整塊記憶體區域的一半進行垃圾回收，在垃圾回收的過程也不會出現記憶體碎片的情況，不需要移動對象，隻需要移動指針即可，實作簡單，是以運作效率很高。運作效率是在建立在浪費空間的基礎上的，這是典型的已空間換時間的方法，因為每次隻能是使用北村的一半。算法示意圖如下：
現在商用的jvm中都采用了這種算法來回收新生代，因為新生代的對象基本上都是朝生夕死的，存活下來的對象約占10%左右，是以需要複制的對象比較少，采用這種算法效率比較高。hotspot版本的虛拟機将堆（heap）記憶體分為了新生代和老年代，其中新生代又分為記憶體較大的Eden區和兩個較小的survivor區。當進行記憶體回收時，将eden區和survivor區的還存活的對象一次性地複制到另一個survivor空間上，最後将eden區和剛才使用過的survivor空間清理掉。hotspot虛拟機預設eden和survivor空間的大小比例為8：1，也就是每次新生代中可用記憶體空間為整個新生代空間的90%（80%+10%），隻會浪費掉10%的空間。當然，98%的對象可回收隻是一般場景下的資料，我們沒有辦法保證每次回收都隻有不多于10%的對象存活，當survivor空間不夠用時，需要依賴于其他記憶體（這裡指的是老年代）進行配置設定的擔保。
複制算法在對象存活率較高的情況下就要進行較多的對象複制操作，效率将會變低。更關鍵的是，如果你不需要浪費50%的空間，就需要有額外的空間進行配置設定擔保，用以應對被使用的記憶體中所有對象都100%存活的極端情況，是以在老年代一般不能直接選用這種辦法。
根據老年代的特點，有人提出了标記-整理的算法，标記過程仍然與标記-清楚算法一樣，但後續步驟不是直接将可回收對象清理掉，而是讓所有存活的對象都向一端移動，然後直接清理掉端邊界以外的記憶體，算法示意圖如下：
分代收集算法将heap區域劃分為新生代和老年代，新生代的空間比老年代的空間要小。新生代又分為了Eden和兩個survivor空間，它們的比例為8：1：1。對象被建立時，記憶體的配置設定是在新生代的Eden區發生的，大對象直接在老年代配置設定記憶體，IBM的研究表明，Eden區98%的對象都是很快消亡的。
為了提高gc效率，分代收集算法中新生代和老年代的gc是分開的，新生代發生的gc動作叫做minor gc 或 young gc，老年代發生的叫做major gc 或 full gc。
minor gc 的觸發條件：當建立新對象時Eden區剩餘空間小于對象的記憶體大小時發生minor gc；
major gc 觸發條件：
1、顯式調用System.gc()方法；
2、老年代空間不足；
3、方法區空間不足；
4、從新生代進入老年代的空間大于老年代空閑空間；
Eden區對象的特點是生命周期短，存活率低，是以Eden區使用了複制算法來回收對象，上面也提到複制算法的特點是在存活率較低的情況下效率會高很多，因為需要複制的對象少。與一般的複制算法不同的是，一般的複制算法每次隻能使用一半的空間，另一半則浪費掉了，Eden區的回收算法也叫做"停止-複制"算法，當Eden區空間已滿時，觸發Minor GC，清理掉無用的對象，然後将存活的對象複制到survivor1區（此時survivor0有存活對象，survivor1為空的），清理完成後survivor0為空白空間，survivor1有存活對象，然後将survivor0和survivor1空間的角色對象，下次觸發Minor gc時重複上述過程。如果survivor1區剩餘空間小于複制對象所需空間時，将對象配置設定到老年代中。每發生一次Minor gc時，存活下來的對象的年齡則會加1，達到一定的年齡後（預設為15）該對象就會進入到老年代中。
老年代的對象基本是經過多次Minor gc後存活下來的，是以他們都是比較穩定的，存活率高，如果還是用複制算法顯然是行不通的。是以老年代使用“标記-整理”算法來回收對象的，進而提高老年代回收效率。
總的來說，分代收集算法并不是一種具體的算法，而是根據每個年齡代的特點，多種算法結合使用來提高垃圾回收效率。
參考資料：《深入了解Java虛拟機》
原文 Java垃圾收集算法