23｜复制算法：最简单高效的垃圾回收算法

海纳

你好，我是海纳。
上一节课，我们讲到 GC 算法大致可以分为两大类：引用计数法和基于可达性分析的算法。在基于可达性分析的 GC 算法中，最基础、最重要的一类算法是基于 Copy 的 GC 算法（后面简称 Copy 算法）。
Copy 算法是最简单实用的一种模型，也是我们学习 GC 算法的基础。而且它被广泛地使用在各类语言虚拟机中，例如 JVM 中的 Scavenge 算法就是以它为基础的改良版本。
这一节课，我们就从 Copy 算法的基本原理开始讲起，再逐步拓展到 GC 算法的具体实现。
复制回收基于 Copy 的 GC 算法最早是在 1963 年，由 Marvin Minsky 提出来的。算法的第一步是把空间分成两部分，一个叫分配空间（Allocation Space），一个是幸存者空间（Survivor Space）。分配对象时，新的对象都创建在分配空间里。
在垃圾回收阶段，把分配空间里的活动对象复制到幸存者空间，把原来的分配空间全部清空。然后把这两个空间交换，就是说分配空间变成下一轮的幸存者，现在的幸存者空间变成分配空间。
在有些文献和代码实现中，分配空间也会被称为 from 空间，幸存者空间也被称为 to 空间。在课程中，为了强调复制的方向性，讨论垃圾回收的时候，主要还是使用 from 空间和 to 空间来指代分配空间和幸存者空间。但当讨论内存分配的时候，也会混合着使用 eden 和 survivor 这一组名词。

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解释
总结

1. Copy算法是垃圾回收算法中的基础模型，将堆空间分为分配空间和幸存者空间，通过复制活动对象到幸存者空间来进行垃圾回收。 2. Copy算法的内存分配过程采用碰撞指针（Bump-pointer）方式，保证对象之间没有空隙，提高分配效率。 3. 在复制对象回收空间时，使用深度优先搜索算法和forwarding指针来解决重复访问对象和引用修改的问题。 4. 通过重载new操作符，将所有对象的内存分配统一在堆中进行，实现了对象的统一管理。 5. Valgrind工具可以用于检查内存泄漏，确保虚拟机的正确性。 6. 定位new表达式在已分配的原始内存中初始化一个对象，它不分配内存，而是在已分配好的内存地址上初始化对象，可用于特定的预分配的内存地址构造对象。 7. Hotspot中的Scavenge回收器也是基于Copy算法，但其堆空间与简单的对半分方案有所不同，可以探讨两种不同实现的优缺点。 These key points summarize the main concepts and developments in the article, providing a clear overview of the important information.

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