记一次新生代晋升担保失败导致的full gc
现象
线上接口突然出现大量超时，仔细一看，超时的dubbo provider都是一台机器，一看，果然又是full gc耗时过长，最近真和这个干上了，上次是weak reference处理时间过长，这次是新生代晋升担保失败promotion failed。
问题分析
先看gc日志，毕竟这个是最容易拿到的, 对应日志如下：
108817.632: [GC (Allocation Failure) 108817.632: [ParNew (promotion failed): 2357878K->2354600K(2643200K), 0.6570478 secs]
108818.289: [CMS: 2615283K->256960K(2936832K), 4.1329887 secs] 4972611K->256960K(5580032K), [Metaspace: 159337K->159337K(1204224K)], 4.7907632 secs]
[Times: user=3.54 sys=1.31, real=4.79 secs]
从日志可以看出，很明显是新生代promotion failed导致了cms进行了带整理的full gc，即mark-sweep-compact，并且这个过程是串行的，会回收新生代、老年代和metaspace元数据空间，可以看到这个过程花了4.79s，导致接口出现大量超时。
promotion failed的原因
promotion failed的原因一般有以下两个：
内存碎片
顾名思义，晋升担保失败就是指在进行 Young GC 时，Survivor 放不下，对象只能放入 Old，但此时 Old 也放不下。直觉上乍一看这种情况可能会经常发生，但其实因为有 concurrentMarkSweepThread 和担保机制的存在，发生的条件是很苛刻的，除非是短时间将 Old 区的剩余空间迅速填满，例如上文中说的动态年龄判断导致的过早晋升（见下文的增量收集担保失败）。另外还有一种情况就是内存碎片导致的 Promotion Failed，Young GC 以为 Old 有足够的空间，结果到分配时，晋级的大对象找不到连续的空间存放。
增量收集担保失败
分配内存失败后，会判断统计得到的 Young GC 晋升到 Old 的平均大小，以及当前 Young 区已使用的大小也就是最大可能晋升的对象大小，是否大于 Old 区的剩余空间。只要 CMS 的剩余空间比前两者的任意一者大，CMS 就认为晋升还是安全的，反之，则代表不安全，不进行Young GC，直接触发Full GC。
具体原因的确定和解决方式
- 想要确定是否是碎片化导致的，可以添加-XX:PrintFLSStatistics=1的jvm参数，来查看gc时碎片存在的情况。 通过配置 -XX:UseCMSCompactAtFullCollection=true 来控制 Full GC的过程中是否进行空间的整理（默认开启，注意是Full GC，不是普通CMS GC），以及 -XX: CMSFullGCsBeforeCompaction=n 来控制多少次 Full GC 后进行一次压缩。但感觉碎片整理是必须的，这个只是通过参数来减少整理的频次。
- 增量收集担保失败的情况呢，可以看下是否有提前晋升导致old区被快速填满或者其它情况。降低触发 CMS GC 的阈值，即参数 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction 的值，让 CMS GC 尽早执行，以保证有足够的连续空间，也减少 Old 区空间的使用大小，另外需要使用 -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly 来配合使用，不然 JVM 仅在第一次使用设定值，后续则自动调整。
