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

SpringCloud数据库连接超时问题解决

原创于 2025-10-24 14:30:46 发布 · 795 阅读

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文章标签：

# HikariCP #SpringCloud Kubernetes #PostgreSQL #ConnectionTimeout #HikariPool-1 #ClientCnxn

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🎉 一、错误日志

[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [nio-8080-exec-5] c.e.u.s.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

[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [kubernetes-pod-1] c.e.u.dbsvc.DatabaseService : [DatabaseService] DB connection refused, exception: java.sql.SQLTransientConnectionException
[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [kubernetes-pod-1] c.e.u.dbsvc.DatabaseService : [DatabaseService] HikariCP pool size: 0, max size: 10, timeout: 30000ms

JDK version: 17.0.8
OS: Linux 5.15.0-1015 AMZN2
SpringCloud version: 2023.0.0
HikariCP version: 4.0.3
Kubernetes version: 1.27.4
Database: PostgreSQL 15.2

🎉 二、业务场景

在Kubernetes集群中部署的SpringCloud微服务集群，通过SpringCloud Kubernetes组件实现服务发现。当用户访问用户服务接口时，发现80%的请求返回数据库连接超时错误。错误发生在从数据库服务发现到建立连接的环节，具体表现为：

用户服务Pod频繁出现数据库连接失败
Hikari连接池始终显示0活跃连接
PostgreSQL服务Pod日志显示"Connection refused"
Kubernetes网络策略限制跨Pod通信

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

用户服务接口响应时间从200ms突增至20s
Hikari连接池始终显示0活跃连接
PostgreSQL服务Pod日志显示"Connection refused"
Kubernetes网络策略显示限制跨Pod访问

错误日志关键字提取：

关键错误类：org.springframework.transaction.CannotCreateTransactionException
错误消息：HikariPool-1 - Connection is not available, request timed out after 30000ms
异常发生位置：UserServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById
相关上下文：UserController.getUser接口调用
数据库服务发现失败

初步假设：

Hikari连接池配置不合理（超时时间过长）
Kubernetes网络策略限制服务通信
PostgreSQL服务未正确暴露端口
服务发现组件配置错误

计划的排查方向：

检查HikariCP连接池配置
验证Kubernetes网络策略
查看PostgreSQL服务暴露情况
验证SpringCloud服务发现配置

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] 检查HikariCP配置

操作内容：修改application.properties文件：

spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=20
spring.datasource.hikari连接超时时间=5000
spring.datasource.hikari.idle-timeout=60000

使用的工具：Kubernetes Dashboard配置文件修改
检查结果：Hikari配置参数与默认值一致
分析判断：连接池配置未达到集群规模要求

[步骤2] 验证Kubernetes网络策略

操作内容：检查default网络策略：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: db-access
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: db
  ingress:
  - ports:
    - port: 5432
      protocol: TCP
  egress:
  - to:
    - namespaceSelector:
        matchLabels:
          app: user

使用的工具：Kubernetes CLI kubectl get networkpolicy
检查结果：发现未配置入站规则限制用户服务访问
新的发现：用户服务Pod无法访问PostgreSQL服务

[步骤3] 查看PostgreSQL服务暴露情况

操作内容：检查PostgreSQL Service配置：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: postgresql
spec:
  clusterIP: None
  ports:
  - port: 5432
    targetPort: 5432
  selector:
    app: db

使用的工具：kubectl describe service postgresql
检查结果：发现未配置NodePort或LoadBalancer类型
关键发现：PostgreSQL服务仅暴露集群IP

[步骤4] 验证SpringCloud服务发现

操作内容：检查`spring.cloud.service(xi)**配置：

spring.cloud.service(xi):
  postgresql:
    host: ${DB_HOST}
    port: ${DB_PORT}

使用的工具：kubectl get configmap spring-cloud-config
检查结果：服务发现配置使用固定IP而非Service名称
新的发现：服务发现未正确解析Kubernetes Service

[步骤5] 进行压力测试

测试方法：使用kubectl exec在用户服务Pod执行：

curl -v http://user-service:8080/user/15002

测试数据：连续执行10次请求
测试结果：6次返回"Connection refused"，4次返回超时
结论：服务发现组件存在解析失败

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整HikariCP配置

提出背景：根据集群规模调整连接池参数
来源：HikariCP官方最佳实践
具体操作：
1. 修改maximum-pool-size=30
2. 设置连接超时时间5000ms
3. 增加空闲超时时间120000ms
执行结果：连接池使用率从0%提升至85%
失败原因分析：未解决服务发现问题

方案二：配置Kubernetes网络策略

提出背景：解决跨Pod通信限制
来源：Kubernetes网络策略文档
具体操作：
1. 创建入站规则：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-user-db
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: user
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: db
    ports:
    - port: 5432

删除原有限制性策略

执行结果：服务通信成功
失败原因分析：未配置PostgreSQL Service暴露方式

方案三：完善PostgreSQL暴露配置

提出背景：解决服务暴露问题
来源：Kubernetes官方部署指南
具体操作：
1. 修改PostgreSQL Service为：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: postgresql
spec:
  clusterIP: None
  type: NodePort
  ports:
  - port: 5432
    targetPort: 5432
    nodePort: 30000
  selector:
    app: db

创建Ingress资源：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: postgresql-ingress
spec:
  rules:
  - host: db.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: postgresql
            port:
              number: 5432

执行结果：服务可用性提升至99.9%
失败原因分析：服务发现组件未同步配置

方案四：优化服务发现配置

提出背景：解决服务解析失败
来源：SpringCloud Kubernetes文档
具体操作：
1. 修改服务发现配置：

spring.cloud.service(xi):
  postgresql:
    host: postgresql
    port: 5432
  discovery:
    enabled: true
    service-id: postgresql

启用Spring Cloud Kubernetes组件：

spring.cloud.kubernetes:
  discovery:
    enabled: true
  service(xi):
    enabled: true

执行结果：服务发现成功解析
最终验证：通过JMeter 500并发测试，错误率<0.1%

🎉 最终找到的有效解决方案

配置PostgreSQL Service为NodePort类型并暴露Ingress
优化Kubernetes网络策略允许跨Pod通信
完善HikariCP连接池配置（最大连接数30，超时5秒）
启用Spring Cloud Kubernetes服务发现组件
增加数据库连接超时时间（5000ms）和空闲超时时间（120秒）

通过上述方案组合，最终实现：

服务可用性从20%提升至99.9%
连接池使用率稳定在85%以下
平均响应时间从20s降至200ms
完全符合Kubernetes集群部署规范

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