由于垃圾收集算法的实现涉及大量的程序细节，而且各个平台的虚拟机操作内存的方法还各不相同，因此本文不过多的讨论算法的具体实现，只是介绍垃圾收集算法的思想及其发展过程。
1 标记清除算法
最基础的收集算法是“标记–清除”（Mark - Sweep）算法，如同他的名字一样，算法分为“标记”和“清除”两个阶段。首先标记处所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象，之所以说他是最基础的收集算法，是因为后续的收集算法都是基于这种思路并对其不足进行改进得到的，他的主要不足有两个，一个是效率问题，标记和清除两个效率都不高，另一个是空间问题，标记清除之后会产生大量的不连续的内存碎片空间。空间碎片太多可能导致以后程序在运行期间需要分配较大对象时。无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾回收动作。标记清除算法的执行过程如图3-2所示
2 复制算法
为了解决效率问题一种称为复制（copying）的收集算法出现了，他将可用内存按容量分为两块相等的可用内存，每次只使用其中的一块，当这一块内存用完了就将还存活的对象复制到令一块内存上，然后再把已使用过的内存空间一次性的清理掉，这样使得每次都是对整个半区进行内存回收。内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂问题了。只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效，只是这种算法的代价就是将内存缩小为了原来的一般，未免也太高了一点。复制算法的执行过程如图3-3所示
3 标记整理算法
复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低，更关键的是如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。
根据老年代的特点，有人提出了另外一种“标记-整理”（Mark-Compct）算法,标记过程仍然与“标记-清除”算法相同，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。标记整理算法的执行过程如图3-4所示。
4 分代收集算法
当前商业虚拟机都是采用分代收集（Generational Collection）算法，这种算法并没有什么新的思想，只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把java堆分为新生代和年老代。这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法，在新生代中每次垃圾收集时都能发现有大量对象死亡，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少存活对象的复制成本就可以完成收集。而年老代由于对象存活率高，没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记清理”“标记整理”算法来进行回收了。