Java面向对象编程中的垃圾回收机制（Garbage Collection，简称GC）是Java虚拟机（JVM）自动管理内存的一种方式。它的主要作用是回收程序中不再使用的对象所占用的内存空间，从而避免内存泄漏和系统资源的浪费。
Java堆内存主要分为以下几个部分：
新生代（Young Generation）：新创建的对象会被分配到新生代。新生代又分为Eden区和两个Survivor区（S0和S1）。大部分对象在创建后很快会被回收，只有经过一定次数的垃圾回收仍然存活的对象才会被晋升到老年代。
老年代（Old Generation）：经过多次垃圾回收仍然存活的对象会被放入老年代。当老年代空间不足时，会触发Full GC，回收整个堆内存（包括新生代和老年代）。
永久代（Permanent Generation）：在Java 8之前，永久代用于存储类的元数据信息。从Java 8开始，永久代被元空间（Metaspace）取代，元空间使用本地内存，大小不再受限于JVM的最大可用内存。
Java的垃圾回收机制主要包括以下几种算法：
标记-清除（Mark-Sweep）：首先标记所有可达对象，然后清除所有未被标记的对象。
复制算法（Copying）：将内存分为两个相等的部分，每次只使用其中一半。当这一半内存用完时，将存活的对象复制到另一半内存中，并清空原来的内存区域。这种算法常用于新生代的垃圾回收。
标记-整理（Mark-Compact）：在标记-清除的基础上，将存活的对象向一端移动，以便整理出连续的空闲内存。
分代算法（Generational）：根据对象的生命周期，将内存划分为新生代和老年代，针对不同代采用不同的垃圾回收策略。
Java的垃圾回收机制有多种实现方式，如Serial、Parallel、CMS（Concurrent Mark Sweep）和G1（Garbage First）。这些实现方式在垃圾回收的策略、效率和应用场景上有所不同。JVM会根据程序的运行情况自动选择合适的垃圾回收器。