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

原创于 2025-10-24 15:30:46 发布 · 927 阅读

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# HikariCP #SQLTransientConnectionException #HikariPool #数据库连接超时 #慢查询日志 #MySQL索引

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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.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

🎉 二、业务场景

环境信息：JDK 1.8.0_361，Linux 5.15.0-101-generic，Spring Boot 2.7.3，HikariCP 4.0.3
操作场景：用户通过API接口查询用户信息（用户ID=15002），请求参数包含user_id=15002
问题表现：

90%请求返回500错误
日志显示数据库连接超时（平均耗时从200ms突增至45s）
Hikari连接池中活跃连接数持续为0
查询语句执行计划显示全表扫描（表大小为2.3GB）

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

错误现象：

高并发场景下（500QPS）用户查询服务频繁熔断
日志中SQL语句执行时间波动极大（200ms→45s）
Hikari连接池监控显示ConnectionTimeoutException占比达78%

错误日志关键字：

核心异常：SQLTransientConnectionException
错误位置：UserServiceImpl.getUserById()
上下文：user_id=15002

初步假设：

数据库连接池配置不当（最大连接数不足）
数据库性能问题（索引缺失/表锁竞争）
网络延迟导致连接超时

排查方向：

检查HikariCP配置参数
分析慢查询日志
监控数据库连接状态

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：检查连接池配置

操作：查看application.properties中的数据库配置

结果：

spring.datasource.hikariMaximumPoolSize=50
spring.datasource.hikariMaximumIdle=10
spring.datasource.url=jdbc:mysql://db1:3306/test?useSSL=false&serverTimezone=UTC

分析：连接池最大连接数50，但业务高峰期并发量达800+，明显不足

步骤2：尝试扩容连接池

操作：将maximumPoolSize改为100并重启服务
结果：
- 连接超时错误率下降至45%
- 但仍有部分请求失败（错误率32%）
失败原因：数据库物理连接数上限为80，超出后触发TooManyConnections错误

步骤3：分析慢查询日志

操作：检查MySQL慢查询日志（slow_query_log=ON）

结果：

SELECT * FROM users WHERE id=15002  -- 全表扫描（无索引）
SELECT * FROM orders WHERE user_id=15002  -- 全表扫描（无索引）

分析：核心查询未使用索引，导致执行时间指数级增长

步骤4：优化SQL语句

操作：为users表添加复合索引

ALTER TABLE users 
ADD INDEX idx_user (id, created_at);

结果：
- 查询执行时间稳定在80ms以内
- Hikari连接池活跃连接数维持在30-35之间

步骤5：验证网络延迟

操作：使用ping db1和traceroute测试网络
结果：
- 主机db1延迟稳定在5ms
- 路径：192.168.1.10 → 192.168.1.100 → 192.168.1.200

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池参数

背景依据：连接数不足导致ConnectionTimeoutException
操作：
1. 将maximumPoolSize改为120
2. 增加超时时间：connectionTimeout=60000
结果：错误率从78%降至45%，但数据库仍报TooManyConnections
失败原因：物理连接数限制（80）未解决

方案二：添加数据库索引

背景依据：慢查询日志显示全表扫描
操作：
1. 为users表添加id索引
2. 为orders表添加(user_id)索引
结果：
- 查询执行时间从45s降至80ms
- Hikari连接池状态正常（活跃连接30-35）
失败原因：未考虑复合索引优化

方案三：实施读写分离

背景依据：主库负载过高
操作：
1. 配置从库（db2）
2. 将读操作路由到从库
结果：
- 主库连接数下降至20-25
- 从库查询时间稳定在120ms
失败原因：从库未同步数据导致数据不一致

🎉 最终有效解决方案

方案二优化版：

为users表添加复合索引：

ALTER TABLE users 
ADD INDEX idx_user (id, created_at, updated_at);

为orders表添加复合索引：

ALTER TABLE orders 
ADD INDEX idx_order (user_id, order_date);

优化HikariCP配置：

spring.datasource.hikariMaximumPoolSize=80
spring.datasource.hikariMaximumIdle=30
spring.datasource.hikariConnectionTimeout=5000
spring.datasource.hikariLeakDetectionThreshold=30000

添加数据库连接监控：

CREATE TABLE connection_usage (
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  used_connections INT,
  idle_connections INT,
  timestamp DATETIME
);

验证结果：

连接超时错误率降至0.5%以下
查询执行时间稳定在80ms±5ms
Hikari连接池状态监控正常（活跃连接25-35）

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