Google开发的ART虚拟机使Android系统更加流畅,很少出现卡顿现象。从垃圾回收角度来看,Google对ART虚拟机的垃圾收集机制做了很大改进,但它仍然无法很好的解决不可移动垃圾收集中的内存碎片问题。本文正是针对这一问题,对ART虚拟机中原有的不可移动垃圾收集机制进行优化改进。本文深入研究ART虚拟机垃圾收集机制,针对ART虚拟机不可移动垃圾收集机制引起的内存碎片问题,提出了递增分代垃圾收集算法。该算法可以使用较短的中断时间对Alloc堆进行部分空间压缩,减少系统中的内存碎片,提高内存利用率。ART虚拟机对堆空间结构进行了细化,增加了超大对象存储空间,在Alloc堆中仅分配小型对象。小型对象的复制成本相对较低,可以有效的减少递增分代垃圾收集暂停时间。对递增分代垃圾收集算法的执行时机进行研究,优化了ART虚拟机垃圾收集选择策略。由于递增分代垃圾收集算法使用Sticky GC处理新生代对象,使用Partial GC进行对象年龄提升,所以本文提出的递增分代垃圾收集算法执行时机由当前运行的CMS算法和设定的地址阈值共同决定。该策略既能保证ART虚拟机中原有的Sticky GC和Partial GC执行效率,也能提高递增分代垃圾收集算法的执行效率。递增分代垃圾收集算法是为了解决内存碎片问题而设计的,但评判垃圾收集性能最直接的数据是垃圾收集暂停时间和垃圾收集启动次数,只有使暂停时间与启动次数减少,才能给用户更好的体验。本文使用Antutu和CaffeineMark等测试软件在Nexus5手机上对递增分代垃圾收集算法进行测试。测试结果表明,递增分代垃圾收集算法可以有效的降低垃圾收集暂停时间和启动次数。其中,优化的垃圾收集机制相比于原生垃圾收集机制的暂停时间平均降低14.0%;优化的垃圾收集机制相比于原生垃圾收集机制的启动次数平均降低18.05%。