文档讨论了不同的垃圾回收算法，包括参考计数、标记-清除、复制、标记-压缩和世代法。每种算法都有其优缺点，适用于不同的场景。文档还提到了一些针对循环垃圾的检测算法，并对其性能进行了比较。

1. Garbage Collection

2. Garbage Collection主要分為參考計數式(reference-counting)追蹤式(tracing)追蹤式演算法又延伸出多種變形或綜合型式演算法如：標記-清除法(mark-sweep)複製法(copying)標記-壓縮法(mark-compact)搭配以世代法(generation)之概念多種型式演算法。

3. 參考計數式(reference-counting)George Collins在1960年為了Lisp所提出的演算法。每個物件都有一個欄位，來存放參考計數值。如果有另一個物件參考到，則加一，取消參考時，減一。變成零的時候，代表沒有其它物件參考到了，則成為垃圾，進行回收。1101101

4. 參考計數式(reference-counting)優點：簡單實做，最簡單的只要對每個物件加入一個參考計數欄位。並實做更新機制。立即回收，當參考計數為零。具有區域性，更新物件只影響到一個物件，而處理環狀結構時也針對可能的物件做處理，不會掃描全部記憶體。即時性，分散負擔，當參考計數為零立即回收，大部分在執行時便會被回收。缺點：需要參考計數欄位，比追蹤式浪費空間。分散在執行時間，即使記憶體還足夠，也會浪費CPU時間做回收。無法直接處理環狀垃圾，需其它演算法來解決。

5. 標記-清除法(mark-sweep)1011960年時油McCarthy提出且真正應用於Lisp的演算法，也是目前最廣被採用的演算法。在記憶體不足時執行，會掃描整個記憶體兩次，第一次掃描時會判斷記憶體中的每一個物件是否仍在使用，如果仍在使用則做一個標記，否則就不做標記，第二次掃描清除沒有做標記的物件。所以只需要額外一個位元記錄。001001

6. 標記-清除法(mark-sweep)優點：額外空間小。沒有環狀問題。必要時才回收。缺點：記憶體越大掃描越久。暫停應用程式較久。

7. 複製法(copying)0111963年Minsky提出。將記憶體分成兩個區域，配置物件時全配置在同一個區域，記憶體不足時，掃描該區域，活著的物件移到另一個區域，搬完後剩下垃圾物件，直接回收整個區域，再將兩個區域角色互換。01011001

8. 複製法(copying)優點：配置簡單，固定回收整個區域。沒有環狀問題。必要時才回收。缺點：一次只能使用一半記憶體。 記憶體越大，掃描及搬移越久。暫停應用程式較久。

9. 標記-壓縮法(mark-compact)01此演算法結合了“標記-清除”和“複製”兩個演算法的優點。也是分兩階段，第一階段從根節點開始標記所有被引用物件，第二階段遍歷整個heap，把清除未標記物件並且把存活物件“壓縮”到heap的其中一塊，按順序排放。此演算法避免了“標記-清除”的碎片問題，同時也避免了“複製”演算法的空間問題。010110011

10. 世代法(generation)最早由Henry Lieberman與Carl Hewitt在1983年提出，他不是一個獨立的演算法，需搭配參考計數或追蹤法使用。主要概念是記憶體中存活越久的物件，越不可能是垃圾，它給每個物件一個欄位來代表物件年齡。據Lins提出的世代環狀參考計數法提到，有80~98%的物件會在年輕的時候死亡，所以越年輕越容易死亡。

11. 世代法(generation)演算法可以根據這個結果調整執行的時間和範圍，根據物件的年齡執行不同演算法。例如物件複製法不會搬移死亡的物件，如果執行實大部份的物件都死亡，它的搬移量就少，執行速度因此提升，所以對年輕的物件有很好的效率。

12. 參考計數式v.s.追蹤式參考計數式執行時間可分為兩部分:應用程式執行時，物件的指標改變時，可回收大部分垃圾，但無法回收環狀垃圾。記憶體不足時，針對環狀垃圾做處理。追蹤式統一在記憶體不足時，平時不會帶給應用程式負擔，但需做較長時間的暫停。

13. 環狀偵測演算法Martinez區域標記-掃描演算法。(三色追蹤演算法(Tri-Color))Lins延遲追蹤演算法。Bacon演算法。

14. Martinez區域標記-掃描演算法Martinez在1990年提出，需要對圖形做三次追蹤與著色，所以也稱三色追蹤演算法(Tri-Color)。每當物件的參考計數值減少且不為零時執行，以該物件為根節點，對其子節點進行追蹤，過程中會用三種顏色來記錄物件的狀態，追蹤又分三個階段。第一階段為標記(MarkGrey)，會每個子節點的參考計數值減一，並作標記。第二階段會掃描每個點(Scan)，如果有標記過就標記成垃圾，如果不為零就取消標記。並對其子節點參考計數值加一。第三階段回收第二階段標記為垃圾的節點。(CollectWhite)

15. Lins延遲追蹤演算法由Martinez區域標記-掃描演算法衍生而來。由於區域標記-掃描法每找到可能為環狀結構的根節點，便會進行掃描，這樣會造成同樣的子圖會被重複掃描好幾次。相當沒有效率。Lins延遲追蹤演算法，就可能為環狀結構的根節點儲存到緩衝區中，等到一定量時才進行掃描。

16. Bacon演算法Bacon在2001年提出，延伸自Martinez區域標記-掃描演算法及Lins延遲追蹤演算法。Lins延遲追蹤演算法存在二次問題(同一個物件被多次重覆處理)如圖2-1，以A為根節點掃描時，會掃描A、B、C，以D為根節點掃描時，會掃描D、E、F、C、A、B，以G為根節點掃描時會掃描全部節點，G、H、I、D、E、F、C、A、B，其中A、B、C被掃描3次， D、E、F被掃描2次，複雜度為O(n^2)。

17. Bacon演算法Bacon演算法會一次處理整個圖，而不是一個子圖一個子圖處理，所以不會有二次問題。

18. 參考資料國立成功大學工程科學學系碩士論文-高效率環狀偵測器之設計與實作:應用於參考記數系統(研究生:侯曄暘)