为什么要有 GC（GC 出现的背景）
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在 C/C++ 等语言中，内存分配（malloc/new）和释放（free/delete）需要手动管理。
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手动管理常出错，例如：
- 内存泄漏：分配了但忘记释放。
- 悬空指针：释放了但还有引用指向那块内存。
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GC（垃圾回收）使这类问题自动化处理，减轻程序员负担，但带来性能和暂停（stop-the-world）等代价。
GC 的几种核心算法 / 实现方法及其原理
下面是几种经典或主流 GC 算法的简要原理、优缺点对比：
| 算法 | 核心原理 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| Mark-Sweep（标记-清除） | 从“根”（root）开始标记所有可达对象 → 遍历堆，把未标记的对象清除。 | 不移动对象 → 指针引用简单；空间利用率还算不错（除碎片问题） | 清扫阶段扫描整个堆；产生内存碎片；暂停时间长（必须停止应用线程） |
| 复制算法（Copying / Semi-space / Cheney 的算法） | 将堆分为两个半区：一边分配（from-space），满了之后将所有活对象复制到另一半（to-space），然后交换两边。 | 分配速度快；无需空闲列表管理；自动避免外部碎片；活对象移动后，新生代 gc 开销较低（年轻对象死亡率高） | 需要两倍空间（两个半区）；复制活对象本身也有成本；指针更新复杂（因为对象被移动） |
| 标记-压缩（Mark-Compact / 标记-整理） | 先标记可达对象；然后将可达对象向堆的一端紧凑移动，更新所有指向这些对象的引用。 | 消除碎片；保持堆连续性，有利于缓存局部性；比传统标记-清除在碎片多时更稳定。 | 移动对象代价；必须更新所有指针引用；压缩阶段通常暂停时间较长。 |
| 分代 GC（Generational GC） | 将对象分代（年轻代 / 老年代等），假设大多数对象很快死亡 → 年轻代频繁清理，用复制算法／较快垃圾回收；老年代较少清理，用标记-清除或压缩算法。 | 减少多数 GC 的暂停时间；年轻代 GC 快且频繁，整体开销低；效率高。 | 老年代回收仍然可能是高成本；跨代对象指针管理复杂；晋升策略调优不当可能导致老年代“存活”对象过多。 |