君子以自强不息。
卡表
GC 最早引入卡表的目的是为了对内存的引用关系做标记，从而根据引用关系快速遍历活跃对象。举个简单的例子，有两个分区，假设分区大小都为1MB，分别为 A 和 B。如果A中有一个对象 objA，B 中有一个对象 objB，且 objA.field=objB，那么这两个分区就有引用关系了，但是如果我们想找到分区 A，要如何引用分区 B？做法有两种：
- 遍历整个分区 A，一个字一个字的移动（为什么以字为单位？原因是 JVM 中对象会对齐，所以不需要按字节移动），然后查看内存里面的值到底是不是指向 B，这种方法效率太低，可以优化为一个对象一个对象地移动（这里涉及 JVM 如何识别对象，以及如何区分指针和立即数），但效率还是太低。
- 借助额外的数据结构描述这种引用关系，例如使用类似位图（bitmap）的方法，记录 A 和 B 的内存块之间的引用关系，用一个位来描述一个字，假设在32位机器上（一个字为32位），需要32KB（32KB×32=1M）的空间来描述一个分区。那么我们就可以在这个对象 ObjA 所在分区 A 里面添加一个额外的指针，这个指针指向另外一个分区B的位图，如果我们可以把对象 ObjA 和指针关系进行映射，那么当访问 ObjA 的时候，顺便访问这个额外的指针，从这个指针指向的位图就能找到被 ObjA 引用的分区 B 对应的内存块。通常我们只需要判定位图里面对应的位是否有1，有的话则认为发生了引用。
位图
以位为粒度的位图能准确描述每一个字的引用关系，但是一个位通常包含的信息太少，只能描述2个状态：引用还是未引用。实际应用中 JVM 在垃圾回收的时候需要更多的状态，如果增加至一个字节来描述状态，则位图需要256KB的空间，这个数字太大，开销占了25%。所以一个可能的做法位图不再描述一个字，而是一个区域，JVM 选择512字节为单位，即用一个字节描述512字节的引用关系。选择一个区域除了空间利用率的问题之外，实际上还有现实的意义。我们知道 Java 对象实际上不是一个字能描述的（有一个参数可以控制对象最小对齐的大小，默认是8字节，实际上 Java 在 JVM 中还有一些附加信息，所以对齐后最小的 Java 对象是16字节），很多 Java 对象可能是几十个字节或者几百个字节，所以用一个字节描述一个区域是有意义的。但是我没有找到512的来源，为什么512效果最好？没有相应的数据来支持这个数字，而且这个值不可以配置，不能修改，但是有理由相信512字节的区域是为了节约内存额外开销。按照这个值，1MB的内存只需要2KB的额外空间就能描述引用关系。这又带来另一个问题，就是512字节里面的内存可能被引用多次，所以这是一个粗略的关系描述，那么在使用的时候需要遍历这512字节。