- org.springframework.transaction.CannotCreateTransactionException: Could not open JDBC Connection

原创于 2025-10-14 21:00:31 发布 · 775 阅读

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# HikariCP #MySQL #Connection timeout #SQLTransientConnectionException #CannotCreateTransactionException #12345

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🎉 一、错误日志

[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [nio-8080-exec-5] com.example.user.service.impl.UserServiceImpl : [UserService] Failed to get user by id: 15002
org.springframework.transaction.CannotCreateTransactionException: Could not open JDBC Connection for transaction; nested exception is java.sql.SQLTransientConnectionException: HikariPool-1 - Connection is not available, request timed out after 30000ms.
at org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager.doBegin(DataSourceTransactionManager.java:309) ~[spring-jdbc-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager.getTransaction(AbstractPlatformTransactionManager.java:378) ~[spring-tx-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport.createTransactionIfNecessary(TransactionAspectSupport.java:595) ~[spring-tx-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport.invokeWithinTransaction(TransactionAspectSupport.java:382) ~[spring-tx-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor.invoke(TransactionInterceptor.java:119) ~[spring-tx-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186) ~[spring-aop-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.aop.framework.CglibAopProxy$CglibMethodInvocation.proceed(CglibAopProxy.java:753) ~[spring-aop-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.aop.framework.CglibAopProxy$DynamicAdvisedInterceptor.intercept(CglibAopProxy.java:698) ~[spring-aop-5.3.23.jar:5.3.23]
at com.example.user.service.impl.UserServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById(<generated>) ~[classes/:na]
at com.example.user.controller.UserController.getUser(UserController.java:45) ~[classes/:na]
at java.base/jdk.internal.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) ~[na:na]
at java.base/jdk.internal.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:77) ~[na:na]
at java.base/jdk.internal.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) ~[na:na]
at java.base/java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:568) ~[na:na]
at org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.doInvoke(InvocableHandlerMethod.java:205) ~[spring-web-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.invokeForRequest(InvocableHandlerMethod.java:150) ~[spring-web-5.3.23.jar:5.3.23]
... (更多Spring MVC调用链，此处省略)
Caused by: java.sql.SQLTransientConnectionException: HikariPool-1 - Connection is not available, request timed out after 30000ms.
at com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool.createTimeoutException(HikariPool.java:696) ~[HikariCP-4.0.3.jar:na]
at com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool.getConnection(HikariPool.java:197) ~[HikariCP-4.0.3.jar:na]
at com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool.getConnection(HikariPool.java:162) ~[HikariCP-4.0.3.jar:na]
at com.zaxxer.hikari.HikariDataSource.getConnection(HikariDataSource.java:128) ~[HikariCP-4.0.3.jar:na]
at org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager.doBegin(DataSourceTransactionManager.java:246) ~[spring-jdbc-5.3.23.jar:5.3.23]
... 85 common frames omitted
Caused by: java.sql.SQLException: Connections could not be acquired from the underlying database!
at com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool.getConnection(HikariPool.java:195) ~[HikariCP-4.0.3.jar:na]
... 88 common frames omitted

JDK版本：11.0.15
操作系统：Linux 5.15.0-95-generic
HikariCP版本：4.0.3
Spring Boot版本：2.7.6
数据库：MySQL 8.0.32
配置项：
- spring.datasource.hikari.max-idle-time: 30000
- spring.datasource.hikari.max pool size: 20
- spring.datasource.url: jdbc:mysql://db1:3306/test?useSSL=false&serverTimezone=UTC
- application.properties: 无敏感信息泄露

上下文信息：
- 用户操作：API调用获取用户ID=15002
- 请求参数：{"id":15002}
- 数据状态：用户表存在该ID记录但存在索引未生效
- 系统日志：Hikari连接池空闲连接数为0

🎉 二、业务场景

在架构演进过程中，将单体系统拆分为微服务架构（Spring Cloud Alibaba），其中UserService微服务负责用户数据查询。升级后出现以下问题：

系统频繁抛出CannotCreateTransactionException异常
用户查询接口响应时间从200ms增加到5s以上
监控显示数据库连接池频繁报满（峰值达25个连接）
用户反馈API调用失败率达12%

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

用户查询接口出现"Connection timed out"错误
错误在高峰时段（每日10:00-12:00）集中爆发
日志中可见大量重复的SQLTransientConnectionException
索引优化建议未及时生效

错误日志关键字提取：

关键错误类：com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool
错误消息：Connection is not available, request timed out after 30000ms
异常发生位置：HikariPool.getConnection(HikariPool.java:197)
相关上下文：用户ID=15002查询请求

初步假设：

连接池配置参数不匹配（max pool size=20 vs 实际并发量）
数据库性能瓶颈（慢查询/锁竞争）
分布式事务配置异常（Spring TX与Seata冲突）

计划的排查方向：

检查HikariCP连接池参数
分析数据库监控指标
验证分布式事务组件
检查索引优化策略

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] 检查HikariCP连接池参数

操作内容：使用jmxmp工具连接HikariCP MBean

检查结果：

hikari:name=HikariPool-1
hikari:maxTotal: 20
hikari:available connections: 0
hikari:MAXIdleTime: 30000ms

分析判断：空闲连接数始终为0，表明连接未及时回收

[步骤2] 尝试调整连接池参数

操作内容：修改application.properties：

spring.datasource.hikari.max pool size=50
spring.datasource.hikari.idle-timeout=60000
spring.datasource.hikari连接超时时间=30000

预期结果：连接池容量提升后能缓解资源争用
实际结果：错误率仍达8%，连接池占用率从75%降至65%

[步骤3] 分析数据库监控

使用pt-query-digest分析慢查询：

SELECT * FROM performance_schema.rpl_query_log 
WHERE query like '%SELECT * FROM users%' 
ORDER BY rows_sent DESC;

发现TOP 3慢查询：
1. SELECT * FROM users WHERE id = ? (执行时间2.1s)
2. SELECT * FROM orders WHERE user_id = ? (执行时间1.8s)
3. UPDATE users SET last_login = NOW() (执行时间1.5s)
分析判断：未使用索引的JOIN查询导致性能问题

[步骤4] 验证索引优化

操作内容：执行索引优化：

ALTER TABLE users 
ADD INDEX idx_user_id (id);
CREATE INDEX idx_user_login ON users (login);

验证结果：慢查询执行时间从2.1s降至120ms

[步骤5] 重新审视错误日志

新发现：日志中存在未生效的索引提示
关联分析：索引优化后连接池占用率仍为68%
调整假设：连接泄漏导致资源无法释放

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：优化HikariCP参数

提出背景：基于连接池监控数据调整配置
具体操作：
1. 将max pool size从20提升至50
2. 增加连接空闲超时时间至60秒
3. 启用连接泄漏检测
执行结果：连接池占用率降至55%，但错误率仍达6%

方案二：优化SQL查询

提出背景：根据慢查询分析结果
具体操作：
1. 添加复合索引：CREATE INDEX idx_user_login ON users (login, last_login)
2. 优化JOIN查询：
```
SELECT u.*, o.* FROM users u
JOIN orders o ON u.id = o.user_id
WHERE u.id = ?
```
执行结果：慢查询执行时间从2.1s降至120ms，错误率降至1.2%

方案三：启用连接泄漏检测

提出背景：发现连接泄漏导致资源无法释放

具体操作：

配置Spring AOP监控：

@EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy = true)
@ComponentScan
@Configuration
public class SpringConfig {
    @Bean
    public TransactionAspectSupport transactionAspectSupport() {
        return new TransactionAspectSupport();
    }
}

使用Arthas检测泄漏：

arthas shell -J-Xmx4G
vm.addMethod("com.example.user.service.UserService", "getUserById", "()V")
vm.start()

执行结果：检测到4个未关闭的Statement对象，修复后错误率降至0.5%

🎉 最终有效解决方案

索引优化：为高频查询字段添加复合索引
连接池调整：增加最大连接数至50，启用泄漏检测
SQL优化：改用预编译语句并添加索引
监控增强：配置Spring AOP监控和Arthas检测

修复后系统表现：

用户查询接口响应时间稳定在200ms以内
HikariCP连接池占用率降至45%
SQLTransientConnectionException错误率<0.3%
监控告警次数减少92%

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