垃圾回收（GC）的三种基本方式
垃圾：就是程序需要回收的对象，如果一个对象不在被直接或者间接地引用，那么这个对象就成为了垃圾，它占用的内存需要及时地释放，否则就会引起内存泄漏。
这里可以大致的分为两类：跟踪回收，引用计数。
垃圾回收统一理论一文阐述了一个理论：任何垃圾回收的思路，无非以上两种的组合，其中一种的改善和进步，必然伴随着另一种的改善和进步。
跟踪回收：
跟踪回收的方式独立于程序，定期运行来检查垃圾，需要较长时间的中断。
标记清除：
标记清除的方式需要对程序的对象进行两次扫描，第一次从根（root）开始扫描，被根引用了的对象标记为不是垃圾，不是垃圾的对象引用的对象同样标记为不是垃圾，以此递归。所有不是垃圾的对象的引用都扫描完了之后。就进行第二次扫描，第一次扫描中没有得到标记的对象就是垃圾了，对此进行回收、
复制收集
复制收集的方式只需要对对象进行一次扫描。准备一个新的空间，从根开始，对对象进行扫描，如果存在对这个对象的引用，就把它复制到新空间中，一次扫描结束之后，所有存在于新空间的对象就是所有的非垃圾对象。
这两种方式各有千秋，标记清除的方式节省内存但是两次扫描需要更多的时间，对于垃圾比较小的情况占由优势。复制收集更快速但是需要额外开辟一块用来复制的内存，对垃圾比例较大的情况占优势。特别的，复制收集由局部性的优点。
在复制收集的过程中，会按照对象被引用的顺序将对戏那个复制到新空间中，于是，关系比较近的对象被放在距离较近的内存空间的可能性会提高，这叫做局部性。局部性高的情况下，内存缓存会更有效地运作，程序的性能会提高。
对于标记清除，有一种标记-压缩算法的衍生算法：
对于压缩阶段，它的工作就是移动所有的可达对象到堆内存的同一个区域中，使他们紧凑的排列在一起，从而将所有非可达对象释放出来的空闲内存都集中在一起，通过这样的方式来大刀减少内存碎片的目的。
引用计数
引用计数是指，针对每个对象，保存一个对该对象的引用计数，该对象的引用增加，则相应的引用计数增加，如果该对象的引用计数为0，则回收该对象。
优点：
- 引用计数最大的优点就是容易实现，C++程序员应该都实现过类似的机制。
- 二是成本小，基本上引用计数为0的时候垃圾会被立即回收，而其他方法难以预测对象的生命周期，垃圾存在的时间都会比这个方法高
- 这种垃圾回收方式产生的中断时间短。
缺点：
- 最著名的缺点就是如果对象中存在循环引用，就无法被回收。例如：下面三个对象互相引用，但是不存在从根（Root）指向的引用，所以已经是垃圾了。但是引用计数不为0.
- 引用计数不适合在并行中使用，多个线程同时操作引用计数，会引起数值不一样的问题，从而导致内存错误。所以引用计数必须采用独占方式，如果引用操作频繁，那么加锁等并发控制机制的开销是相当大的。
Perl和Python采用了这种GC机制。
他们的衍生算法
分代回收：
他们回收方式用了程序的一种特性：大部分对象会从产生开始在很短的时间内变成垃圾，而存在的很长时间的对象往往都有较长的生命周期。高频对新生成的对象进行回收，称为小回收，低频对所有对象回收，称为大回收。每一次小回收过后，就把存活下来的对象归位老生代，小回收的时候，遇到老生代直接跳过去，大多数分代回收算法都采用的复制收集方法，因为小回收中垃圾的比例较大。
这种方式存在一个问题：如果在某个新生代的对象中，存在老生代的对象对它的引用，他就不是垃圾了，那么怎么制止小回收对其 回收呢？这里用到了一种叫做写屏障的方式？
程序对所有涉及修改对象内容的地方进行保护，被称为写屏障（writer barrier），写屏障不仅用于分代回收，也用于其他GC算法中。
在此算法的表现是，用一个记录集来记录从新生代到老生代的 引用。如果由两个对象A和B，当对A的对象内容进行修改并加入B的引用时，如果A时老生代B时新生代，则将这个引用加入到记录集中。小回收的时候，因为记录集中由对B的引用，所以B不是垃圾。
增量回收
上面的算法缩短了GC平均中断时间，但是在对实时性要求很高的程序中，对GC最高中断时间的要求更高。比如，自动驾驶软件，如果某次GC中断了0.1S，那么损失可能就是致命的。
增量回收就是将GC分成几部分来执行。设置GC最多中断10ms这样的条件限制来使GC的中断时间视作使可预测的。
但是，在两段的GC程序之间，引用关系可能发生了变化。所以，这种GC算法也要写屏障，来记录引用关系的变化。虽然这种方式控制了中断最高时间，但是由于中断次数增加，GC总时间是增加的。
并行回收
基本原理是，在程序运行的同时进行GC工作，最大化CPU的性能。但是这种方式也要面对增量回收的问题。所以要进行写屏障操作。
然而这种方式也并未做到完全不暂停原程序的运行，在某些特定的GC阶段还是要暂定源程序。多核化迅速发展的今天，这种苏昂法也在不断优化。不间断原程序实现并行回收这个领域是相当值得期待的。