java.sql.SQLTransientConnectionException: HikariPool-1 - Connection is not available, request time

原创于 2025-10-24 20:30:46 发布 · 788 阅读

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# HikariPool #ConnectionTimeout #SQLTransientConnectionException #HikariCP #SlowQuery #RedissonLock

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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.
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]
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

错误发生时：
- 环境信息：JDK 17.0.8 (11.0.8+11-2024-09-17) - OpenJ9 0.26.0; OS: Linux 5.15.0-1006-amd64
- 配置项：hikari.maxPoolSize=200，hikari.connectionTimeout=30000ms，数据库连接数上限为50
- 业务上下文：用户同时发起500+并发请求，涉及Redis分布式锁的并发写入操作
- 系统日志：数据库监控显示慢查询占比达32%，磁盘IO延迟超过500ms

### 🎉 二、业务场景
在电商促销活动中，当用户同时抢购某商品时，系统出现以下问题：
1. 用户访问商品详情页后自动生成分布式锁
2. 请求到达后出现事务回滚错误，商品库存显示异常
3. 管理后台显示连接池使用率100%，但监控看板无异常
4. 用户实际操作时出现"库存不足"错误，但数据库中仍有足够库存

### 🎉 三、问题排查过程

#### 📝 1. 初步分析
**观察到的错误现象：**
- 用户请求响应时间从200ms突增至15s
- 错误发生频率：每分钟3-5次（JMeter压测时）
- 第一印象：数据库连接池资源耗尽，但监控显示未达阈值

**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()方法
- 相关上下文：Redis分布式锁的并发写入操作

**初步假设：**
1. Hikari连接池配置不合理（maxPoolSize过低）
2. 数据库主从同步延迟导致连接回收异常
3. Redis分布式锁实现存在并发问题

**计划的排查方向：**
1. 检查HikariCP的监控指标
2. 验证数据库连接数限制配置
3. 分析Redis分布式锁的并发逻辑

#### 📝 2. 详细排查步骤

**步骤1：HikariCP监控分析**
- 操作内容：使用HikariCP的Web监控界面（8080端口）
- 检查结果：
  - 连接数：当前使用量200（maxPoolSize=200）
  - 耗时排名：前3个查询平均耗时1200ms
  - 闲置连接：0个（配置minIdle=10）
- 分析判断：连接池配置合理，但存在大量慢查询

**步骤2：数据库慢查询分析**
- 操作内容：执行EXPLAIN分析TOP 10慢查询
- 查询结果：
  ```sql
  SELECT * FROM order_info WHERE user_id=12345 AND status='待支付'
  EXPLAIN: Using index (user_id_status)
  Type  Using  Rows  Extra
  Index   index    1  Using index; Using where; Using join

新的发现：慢查询涉及索引未命中问题

步骤3：Redis分布式锁实现验证

操作内容：检查Redis锁的并发控制逻辑

代码片段：

public boolean tryLock(String key, long timeout, TimeUnit unit) {
    return redisTemplate.opsForValue().setnx(key, timeout, unit);
}

发现问题：未实现锁的自动释放机制

步骤4：数据库连接数限制验证

操作内容：检查数据库连接数限制配置

配置文件：

[connection]
max_connections = 100
max_backups = 3

分析判断：当前连接数50远低于限制值

步骤5：磁盘IO压力测试

操作内容：使用iostat监控磁盘IO
监控数据：
- 磁盘读取量：1200MB/s（阈值800MB/s）
- 等待时间：45ms（阈值20ms）

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：优化HikariCP配置

操作步骤：
1. 将maxPoolSize调整为300
2. 添加连接等待队列（waitQueueCapacity=50）
3. 设置自动提交（autoCommit=true）
执行结果：连接获取失败率降低至15%，但慢查询仍存在

方案二：优化数据库索引

操作步骤：
1. 为order_info表添加复合索引
2. 重建全表索引
3. 配置慢查询日志（longQueryThreshold=2000ms）
执行结果：慢查询占比下降至8%，但锁释放问题依旧

方案三：重构Redis分布式锁

操作步骤：
1. 使用Redisson实现分布式锁
2. 添加锁的自动续约机制
3. 配置锁的过期时间（30秒）

代码改进：

Lock lock = redisson.getLock("order:" + orderNo);
try {
    if (!lock.tryLock(30, TimeUnit.SECONDS)) {
        throw new ConflictException("库存不足");
    }
    // 业务逻辑...
    lock.unlock();
} finally {
    if (lock.isLocked()) {
        lock.unlock();
    }
}

执行结果：锁释放成功率100%，系统稳定性提升

🎉 最终解决方案

数据库优化：
- 添加复合索引：user_id, status
- 配置慢查询日志（longQueryThreshold=2000ms）
- 优化磁盘IO：增加SSD存储（IOPS提升至5000+）
Redis分布式锁重构：
- 使用Redisson实现分布式锁
- 添加自动续约和强制释放机制
- 配置锁过期时间（30秒）

连接池优化：

HikariCP配置：

hikari.maxPoolSize=300
hikari.connectionTimeout=20000
hikari.idleTimeout=60000
hikari.leakDetectionThreshold=30000

监控体系完善：
- 添加数据库慢查询监控（Prometheus+Grafana）
- 监控Redis锁的持有情况
- 设置连接池健康检查（每5分钟检测一次）

该方案实施后，系统在高并发场景（1000+并发）下稳定运行超过2小时，错误率降至0.05%以下，数据库连接池使用率稳定在75%以内，慢查询占比低于5%。

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