简述Java内存管理机制，以及垃圾回收的原理和使用过Java调优工具
内存管理的职责为分配内存，回收内存。 没有自动内存管理的语言/平台容易发生错误。
典型的问题包括悬挂指针问题，一个指针引用了一个已经被回收的内存地址，导致程序的运行完全不可知。
另一个典型问题为内存泄露，内存已经分配，但是已经没有了指向该内存的指针，导致内存泄露。 程序员要花费大量时间在调试该类问题上。
描述JVM加载class文件的原理机制
JVM中类的装载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java中的类加载器是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。
由于Java的跨平台性，经过编译的Java源程序并不是一个可执行程序，而是一个或多个类文件。当Java程序需要使用某个类时，JVM会确保这个类已经被加载、连接（验证、准备和解析）和初始化。类的加载是指把类的.class文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class文件，然后产生与所加载类对应的Class对象。加载完成后，Class对象还不完整，所以此时的类还不可用。当类被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。最后JVM对类进行初始化，包括：1)如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；2)如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。
类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器（Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器（java.lang.ClassLoader的子类）。从Java 2（JDK 1.2）开始，类加载过程采取了父亲委托机制（PDM）。PDM更好的保证了Java平台的安全性，在该机制中，JVM自带的Bootstrap是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。下面是关于几个类加载器的说明：
Bootstrap：一般用本地代码实现，负责加载JVM基础核心类库（rt.jar）；
Extension：从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，它的父加载器是Bootstrap；
System：又叫应用类加载器，其父类是Extension。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中记载类，是用户自定义加载器的默认父加载器。
说说JVM原理？内存泄漏与溢出的区别？何时产生内存泄漏？
答:JVM原理：
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，它是整个java实现跨平台的最核心的部分，所有的Java程序会首先被编译为.class的类文件，这种类文件可以在虚拟机上执行，也就是说class并不直接与机器的操作系统相对应，而是经过虚拟机间接与操作系统交互，由虚拟机将程序解释给本地系统执行。JVM是Java平台的基础，和实际的机器一样，它也有自己的指令集，并且在运行时操作不同的内存区域。JVM通过抽象操作系统和CPU结构，提供了一种与平台无关的代码执行方法，即与特殊的实现方法、主机硬件、主机操作系统无关。JVM的主要工作是解释自己的指令集（即字节码）到CPU的指令集或对应的系统调用，保护用户免被恶意程序骚扰。JVM对上层的Java源文件是不关心的，它关注的只是由源文件生成的类文件（.class文件）。
内存泄漏与溢出的区别：
1) 内存泄漏是指分配出去的内存无法回收了。
2) 内存溢出是指程序要求的内存，超出了系统所能分配的范围，从而发生溢出。比如用byte类型的变量存储10000这个数据，就属于内存溢出。
3) 内存溢出是提供的内存不够；内存泄漏是无法再提供内存资源。
何时产生内存泄漏：
1) 静态集合类：在使用Set、Vector、HashMap等集合类的时候需要特别注意，有可能会发生内存泄漏。当这些集合被定义成静态的时候，由于它们的生命周期跟应用程序一样长，这时候，就有可能会发生内存泄漏。
2) 监听器：在Java中，我们经常会使用到监听器，如对某个控件添加单击监听器addOnClickListener()，但往往释放对象的时候会忘记删除监听器，这就有可能造成内存泄漏。好的方法就是，在释放对象的时候，应该记住释放所有监听器，这就能避免了因为监听器而导致的内存泄漏。
3) 各种连接：Java中的连接包括数据库连接、网络连接和io连接，如果没有显式调用其close()方法，是不会自动关闭的，这些连接就不能被GC回收而导致内存泄漏。一般情况下，在try代码块里创建连接，在finally里释放连接，就能够避免此类内存泄漏。
4) 外部模块的引用：调用外部模块的时候，也应该注意防止内存泄漏。如模块A调用了外部模块B的一个方法，如：public void register(Object o)。这个方法有可能就使得A模块持有传入对象的引用，这时候需要查看B模块是否提供了去除引用的方法，如unregister()。这种情况容易忽略，而且发生了内存泄漏的话，比较难察觉，应该在编写代码过程中就应该注意此类问题。
5) 单例模式：使用单例模式的时候也有可能导致内存泄漏。因为单例对象初始化后将在JVM的整个生命周期内存在，如果它持有一个外部对象（生命周期比较短）的引用，那么这个外部对象就不能被回收，而导致内存泄漏。如果这个外部对象还持有其它对象的引用，那么内存泄漏会更严重，因此需要特别注意此类情况。这种情况就需要考虑下单例模式的设计会不会有问题，应该怎样保证不会产生内存泄漏问题。
GC线程是否为守护线程？
GC线程是守护线程。线程分为守护线程和非守护线程（即用户线程）。只要当前JVM实例中尚存在任何一个非守护线程没有结束，守护线程就全部工作；只有当最后一个非守护线程结束时，守护线程随着JVM一同结束工作。
Java的类加载器都有哪些，每个类加载器都有加载那些类，什么是双亲委派模型，是做什么的？
类加载器按照层次，从顶层到底层，分为以下三种：
（1）启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）
这个类加载器负责将存放在JAVA_HOME/lib下的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被Java程序直接引用。
（2）扩展类加载器（Extension ClassLoader）
这个加载器负责加载JAVA_HOME/lib/ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器
（3）应用程序类加载器（Application ClassLoader）
这个加载器是ClassLoader中getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径（Classpath）上所指定的类库，可直接使用这个加载器，如果应用程序没有自定义自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器
双亲委派模型：
双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其他的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承关系来实现，而是都使用组合关系来复用父加载器的代码
工作过程：
如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传递到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。
好处：
Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如类Object，它放在rt.jar中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类，判断两个类是否相同是通过classloader.class这种方式进行的，所以哪怕是同一个class文件如果被两个classloader加载，那么他们也是不同的类。
垃圾回收器（GC）的基本原理是什么？垃圾回收器可以马上回收内存吗？如何通知虚拟机进行垃圾回收？
1、对于GC来说，当程序员创建对象时，GC就开始监控这个对象的地址、大小以及使用情况。通常，GC采用有向图的方式记录和管理堆(heap)中的所有对象。通过这种方式确定哪些对象是"可达的"，哪些对象是"不可达的"。当GC确定一些对象为"不可达”时，GC就有责任回收这些内存空间。
2、可以。程序员可以手动执行System.gc()，通知GC运行，但是Java语言规范并不保证GC一定会执行。
3. System.gc();或者Runtime.getRuntime().gc();
