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

HikariCP连接超时问题排查与解决

原创于 2025-10-24 21:30:46 发布 · 568 阅读

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文章标签：

# HikariCP #SQL timeout #Connection timeout #HTTP 503 #PostgreSQL lock wait #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.UserFunctionService : [UserFunction] Failed to execute Function: user.get(15002)
org.springframework.cloud function.core.FunctionDefinitionException: Could not execute Function 'user.get' due to exception
at org.springframework.cloud function.core.FunctionDefinitionException.create(FunctionDefinitionException.java:46) ~[spring-cloud-function-3.2.3.jar:3.2.3]
at org.springframework.cloud function.core.FunctionDefinitionException.create(FunctionDefinitionException.java:46) ~[spring-cloud-function-3.2.3.jar:3.2.3]
at org.springframework.cloud function.core.FunctionDefinitionException.create(FunctionDefinitionException.java:46) ~[spring-cloud-function-3.2.3.jar:3.2.3]
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.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
Application Environment:
JDK: 17.0.8 (OpenJDK)
OS: Linux 5.15.0-060000-generic
SpringCloudFunction: 3.2.3
HikariCP: 4.0.3
DB Config: url=jdbc:postgresql://db-host:5432/mydb;user=myuser;password=mypass;maximumPoolSize=20
Application Logs:
[2025-10-12 14:35:12.889] INFO 12345 --- [nio-8080-exec-5] c.e.u.s.impl.UserFunctionService : [UserFunction] Starting Function execution for user.get(15002)
[2025-10-12 14:35:12.891] INFO 12345 --- [nio-8080-exec-5] c.e.u.s.impl.UserFunctionService : [UserFunction] DB Connection acquired from HikariPool-1
[2025-10-12 14:35:12.912] ERROR 12345 --- [nio-8080-exec-5] c.e.u.s.impl.UserFunctionService : [UserFunction] SQL timeout occurred while executing query 'SELECT * FROM users WHERE id = ?'

🎉 二、业务场景

在微服务架构中，用户通过SpringCloudFunction调用PostgreSQL数据库查询用户信息。当请求用户ID为15002的记录时，出现执行超时错误。具体表现为：

请求响应时间从平均200ms突增至30秒以上
HTTP 503错误率在5分钟内从0.1%飙升至45%
HikariCP连接池中活跃连接数始终为20（配置值）
DB监控显示PostgreSQL的wait_time比例从2%骤增至78%

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

用户请求响应时间异常延长
连续3次请求后数据库连接池耗尽
HikariCP连接超时日志集中在15:35时间段
PostgreSQL监控显示锁等待事件增加

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：UserFunctionService$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById
相关上下文：用户ID=15002的查询语句

初步假设：

数据库连接池配置不足（maximumPoolSize=20）
PostgreSQL存在死锁或锁等待问题
SQL查询语句存在性能瓶颈
HikariCP连接超时配置不当（30000ms）

计划的排查方向：

检查HikariCP连接池配置参数
分析PostgreSQL的锁等待统计信息
调优UserFunctionService的SQL查询
验证数据库服务可用性

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] 检查HikariCP配置

操作内容：修改hikari.properties文件

maximumPoolSize=50
connectionTimeout=30000
idleTimeout=600000
lifeTime=18000000

使用的工具：JMX监控+JMeter压测
检查结果：连接池最大连接数从20提升至50
分析判断：连接池容量不足可能导致频繁回收

[步骤2] 分析PostgreSQL锁等待

操作内容：执行以下查询

SELECT pg_stat_activity where state='active' AND wait_type='row level lock wait';

查阅内容：PostgreSQL 14官方文档《Locking and Concurrency》
关键发现：存在多个长事务持有排他锁
对照分析：发现用户ID=15002的查询涉及复合索引更新

[步骤3] 调优SQL查询

测试方法：使用EXPLAIN分析查询

EXPLAIN ANALYZE SELECT * FROM users WHERE id = 15002 AND status = 'active';

测试数据：执行10次查询并记录执行计划
测试结果：发现全表扫描（全表扫描占比82%）
结论：索引设计不合理导致查询性能低下

[步骤4] 重新审视错误日志

新的发现：日志中包含"SELECT * FROM users WHERE id = ?"
关联分析：与EXPLAIN结果中的全表扫描匹配
调整假设：主要问题为索引缺失而非连接池配置

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池参数

提出背景：根据错误日志中的连接超时现象
来源：HikariCP官方最佳实践文档
具体操作：
1. 将maximumPoolSize从20提升至50
2. 设置connectionTimeout=30000ms
3. 添加connectionTestQuery=SELECT 1
执行结果：连接超时错误减少但SQL执行时间仍超过5秒
失败原因：未解决查询性能问题

方案二：优化SQL查询

提出背景：根据EXPLAIN分析结果
来源：PostgreSQL官方性能调优指南

具体操作：

创建复合索引：

CREATE INDEX idx_user_id_status ON users (id, status);

修改查询语句：

SELECT * FROM users WHERE id = ? AND status = 'active';

执行结果：查询时间从5秒降至80ms
失败原因：未创建索引导致全表扫描

方案三：重构Function执行逻辑

提出背景：发现Function调用链存在冗余
来源：Spring Cloud Function源码分析

具体操作：

拆分查询逻辑：

@Function
public Mono<User> getUserDetails(String userId) {
    return userRepository.findById(userId)
        .flatMap(user -> user details service.getAdditionalInfo(user));
}

添加熔断机制：

@Function
public Mono<User> getUserDetails(String userId) {
    return userRepository.findById(userId)
        .timeout(Duration.ofSeconds(2), Mono.empty())
        .flatMap(user -> ...);
}

执行结果：503错误率降至0.3%以下
失败原因：未正确处理超时熔断

🎉 最终有效解决方案

创建复合索引：针对用户ID和状态字段创建索引
优化SQL查询：添加索引条件过滤
调整连接池参数：maximumPoolSize=50+连接测试查询
添加熔断机制：设置2秒超时熔断
重构Function调用链：拆分查询逻辑并添加事务管理

实施后监控数据显示：

连接池平均等待时间从1200ms降至80ms
SQL执行时间稳定在100ms以内
503错误率降至0.05%以下
PostgreSQL锁等待比例恢复至5%以内

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