标记-整理算法通过线性扫描重算地址、批量更新引用、一次性复制迁移三步实现内存紧凑，形成“存活区｜空闲区”连续布局，使分配为o(1)操作，提升大对象分配成功率、速度与缓存友好性；老年代因高存活率易碎片化，故依赖此算法避免并发模式失败和oom；但其移动、引用修正开销大且stw时间随存活对象线性增长，故不适用于延迟敏感的年轻代。
标记-整理算法最直接的价值，就在于它让内存变得“整齐”——所有存活对象被集中搬到一端，空闲空间紧随其后，形成一块连续可用区域。这种紧凑布局不是视觉上的整洁，而是直接影响分配效率和系统稳定性的底层优化。
内存紧凑性如何实现
紧凑性不是自然发生的，而是通过明确的三步操作强制达成：
- 线性扫描+地址重算：从堆起始处逐个检查对象，对每个存活对象计算其在整理后的新地址（比如按顺序紧贴排列），并记录下来；
- 引用批量更新：在对象移动前，遍历所有GC Roots和存活对象内部字段，把指向这些对象的旧地址全部替换成新地址；
- 一次性复制迁移：按新地址顺序，把存活对象逐个拷贝过去，原位置不再保留有效数据。
最终结果是：堆内存呈现“存活区｜空闲区”的清晰分界，中间没有缝隙。
连续空闲空间带来的分配优势
当空闲内存是连续的，新对象分配就退化为一个极简操作——移动指针、清零内存，时间复杂度稳定为O(1)：
- 分配大对象不再失败：哪怕总空闲量足够，碎片化内存也可能因找不到连续1MB空间而OOM；标记-整理后，只要空闲区≥对象大小，就能立即分配；
- 分配速度恒定：无需遍历空闲链表比对块大小，避免了标记-清除中常见的O(n)搜索开销；
- 缓存友好性提升：存活对象物理相邻，CPU预取和缓存行命中率更高，间接加快对象访问速度。
为什么老年代特别依赖这种紧凑性
老年代对象存活率高、生命周期长，频繁的小规模回收容易积累碎片。一旦碎片化严重：
- CMS这类基于标记-清除的老年代回收器会触发“并发模式失败”，被迫降级为Full GC（实际执行标记-整理）；
- 即使总剩余空间充足，晋升的大对象或数组可能无法安置，引发提前的、代价更高的GC；
- 长期运行的服务可能出现内存使用率虚高（大量小碎片无法利用），但实际可用率偏低。
因此Serial Old、Parallel Old等老年代回收器默认采用标记-整理，本质是用一次稍长的STW，换取后续长时间稳定的低延迟分配。
紧凑性不是免费的——它的代价在哪
紧凑带来好处，也引入明确开销：
- 移动成本：每个存活对象都要复制，对象越大、数量越多，耗时越长；
- 引用修正成本：需扫描所有引用点（栈帧、静态域、对象字段），更新地址，这部分工作量与存活对象的引用数量正相关；
- STW延长：整理阶段必须暂停应用线程，停顿时间随存活对象规模线性增长，不适合对延迟极度敏感的场景。
所以它被谨慎用于老年代，而非高频触发的年轻代——那里对象短命、复制成本低，更适合复制算法。
