标记-整理算法通过三步消除碎片：标记阶段从gc roots出发标记可达对象；整理阶段将存活对象紧凑迁移至堆一端并更新引用；清除阶段直接清空边界外内存，形成连续空闲区。

Java 垃圾回收通过标记-整理算法（Mark-Compact）主动“收拾”内存布局，把存活对象统一搬到堆的一端，腾出整块连续空闲空间，从而从根源上消除碎片。它不靠清理后拼凑，而是靠物理重排来保障大对象分配成功。

标记-整理算法怎么一步步清除碎片

整个过程分三步，每步都直指碎片成因：

• 标记阶段：从 GC Roots（如栈变量、静态字段）出发，遍历并标记所有可达对象。未被标记的即为垃圾，但暂不释放——这确保后续只动真正要保留的对象。
• 整理阶段：将所有已标记的存活对象，按地址顺序紧凑迁移至堆的起始端（比如低地址侧）。移动时同步更新所有引用位置，包括栈帧、对象字段、常量池中的指针。
• 清除阶段：整理完成后，存活区与空闲区自然分界。GC 直接将分配指针（如 bump-the-pointer）设在存活区末尾，之后所有新对象顺序分配，无需搜索或合并小块空闲内存。

为什么老年代特别依赖这个算法

老年代对象存活率高、生命周期长，复制算法代价太大（要搬大量对象），而标记-清除又会越用越碎。标记-整理正好折中：

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• 不用预留双倍空间，节省内存——适合老年代这种通常占堆 60% 以上的大区域；
• 整理后形成连续空闲区，支持“指针碰撞”式快速分配，避免因碎片导致 OutOfMemoryError: Java heap space；
• 虽然移动和修引用带来 STW 开销，但 JVM 通过卡表（Card Table）、写屏障等机制降低引用更新成本。

JVM 实现中不是每次都全堆整理

现代收集器会按需触发整理，兼顾效率与碎片控制：

• Serial Old 和 Parallel Old 在 Full GC 时默认执行完整标记-整理；
• G1 的混合回收（Mixed GC）只对选定的若干 Region 进行整理，而非整个老年代；
• 当 G1 出现 Evacuation 失败（to-space overflow），会退化为单线程 Full GC 并强制全局整理；
• 触发条件通常包括：老年代使用率超过阈值（如 -XX:InitiatingOccupancyPercent=45），且预测下次大对象分配可能失败。

对比其他算法看它的不可替代性

标记-整理的价值，在于它解决了“有空间却分不下去”的核心矛盾：

• 比标记-清除强：后者只删不挪，堆像筛子，碎片随 GC 次数累积；
• 比复制算法省：后者要求半区闲置，年轻代可用，老年代用就浪费太多内存；
• 它不制造碎片，也不回避碎片——而是让碎片“消失”，换来的是一整块能直接塞下 2MB 数组的干净空间。

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