1. 引用计数

一 个对象(本文里对象都是广义的对象，不是专指用class类型创建的变量，下同)刚创建时，计数器(用一个整数变量)为1，引用一次计数器加1，过期减 1，右值引用[请参考C++11标准里的右值引用概念，如果你不明白的话]一次减1，当计数器降到0时该对象过期，回收掉他占用的资源。

原理十分简单，实现起来也容易，尤其对于大对象，简直是绝配，计数器是共享变量，通常用一个整型变量表示，它的加减用原子操作就能搞定，速度很快。再者就是实时性很好，引用就加1，不引用就减1，过期就消失。

对 于小对象来说就不爽了，比如一个字符，占用的内存比计数器还小，对于对象都从堆上创建的语言，例如Java，不太合适。另外一个缺点是循环引用比较麻烦， 此时计数器永远不会降到0，此时会导致内存泄漏。早期的COM漏内存就是因为这个原因，Perl里至今对象都不能循环引用，否则漏内存。解决方案也有，请 参考C++11里的weak_ptr和boost里的weak_ptr实现。

2. 标记清理

看名字就能明白，就像打标签。定期的扫描堆上的对象，把一个对象分成三个阶段(从数学角度来看是三个集合) 黑-灰-白处理，黑表示占用状态，白表示无用状态，灰位于二者之间，白表示可以回收了。实际实现中可能并不严格按照理论上这样区分哦。

不停的扫描会耗费太多的资源，长时间不扫描则可能堆内存耗尽，这个扫描时机是个问题。扫描实际有的设计成任务触发，有的设计成时间触发。不论设计成哪种都不能保证很完美，因为收集器也是应用程序(从操作系统内核的角度去看)，也接受调度，由于收集的是一个对象的集合(通常是一次收集多个对象占用的资源)，因此实时性不太好保证，尤其在单核心的年代和计算能力不太强的嵌入式领域尤为突出。

什么事情有缺点就有优点，多核心的年代就好多了，尤其当CPU占用率不高且内存比较大时，这标记清理的做法可能还是比较不错的。

3. 拷贝

最好理解的就是半堆拷贝，内存一分为二，一边是有用对象一边是无用对象。从堆空间(请网上搜索进程的线性地址空间，我这里就是那个意思)的一端开始，不停 的把活着的对象复制到另外一端，等这边都剩死的对象时，把这段空间(一半堆内存)标记为空闲。考虑内存利用率和处理速度原因，实际实现中很多时候可不一定 采用半堆的做法(可能采用1/N堆，N>2)，这里是为了便于理解才用半堆做例子。

复制小对象很好，但是复制大对象会比较慢。复制貌似最粗劣最不好的垃圾收集算法，其实不然，想想引用计数和标记清理都不搬运对象，因此长时间运行(想想服务器能动不动就关机吗？)会产生很多内存碎片，而复制的做法则相当于压缩内存，降低内存碎片，提升内存利用率。想想极端情况下吧，本来有接近1GB内存空 闲(假设有个2字节的对象刚好位于中间)，此时申请512MB以上的堆内存会注定失败，因为没有连续的512MB内存可用。上述其他算法都解决不了这种问题， 复制收集的做法却能很好的解决这种问题。

对于有指针的C和C++，复制的收集算法没法用，因为这会导致指针悬挂和野指针，对于Java等，这种收集算法也许很不错。跟标记清理类似，由于一次收集多个对象占用的资源，实时性也是个问题。

4. 分代收集

严格的说分代收集不应该算算法，应该算策略。

请考虑人的家谱就能容易理解多了，或者考虑数据结构中的树层次结构，道理类似。对象也可以分代，显然越年轻的对象越容易死(请考虑作用域的概念，或者想想C++，Java等程序里大括弧里和嵌套的变量也行)。分代收集是后来才引入的，Java和C#里都有采纳。实际效果表明，分代收集比上面那三种中的任意一种收集算法都好用，尤其复杂对象比较多时更是如此，抛开实时性不谈，至少平均速度比较快。

现实中，商用领域没有一种垃圾收集算法特别适合所有场合，多数垃圾收集器都采用多种算法组合来设计。多数垃圾收集器都是并发执行的，有的设计则是一个线程始终在收集垃圾内存，尤其在多核的年代更是如此。

垃圾收集优缺点

垃 圾收集带来了数不尽的好处，尤其从软件工程的角度去考虑时，好处太多了，这就不多罗嗦了，但是也会降低程序执行速度，尤其在实时性要求高的场合，真就没少见用垃圾收集器的，或者这样说，在高实时性的应用里，用C和C++和汇编，在一般场合下用Java,C#甚至脚本都行。