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

原创于 2025-11-01 23:30:17 发布 · 570 阅读

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# HikariPool #SQLTransientConnectionException #ConnectionTimeout #OptimisticLockException

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🎉 一、错误日志

[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [nio-8080-exec-5] c.e.m.mq.service.MQService : [Message Processing] Failed to persist message: ID=MT20251012-00123, Type=Payment, Status=Processing
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 com.example.mq.service.impl.MQService$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.processMessage(<generated>) ~[classes/:na]
at com.example.mq.controller.MQController.processPayment(MQController.java:72) ~[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]
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]
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]

🎉 二、业务场景

在金融支付系统的高并发场景下（每秒处理量>1000笔），用户发起支付请求时触发本地消息表持久化操作。错误表现为：

接口返回500错误（HTTP 500 Internal Server Error）
日志显示消息表消息堆积超过阈值（>500条未处理消息）
系统监控显示数据库连接池活跃连接数持续低于50%
支付成功率从98%骤降至72%

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

支付接口响应时间从200ms突增至5s以上
消息表消息处理成功率从99.9%降至85%
Hikari连接池监控显示最大连接数50，实际活跃连接数持续为0

错误日志关键字提取：

关键错误类：org.springframework.transaction.CannotCreateTransactionException
错误消息：Connection is not available, request timed out after 30000ms
异常发生位置：MQService.processMessage()（第45行）
相关上下文：乐观锁版本号不匹配（数据库日志）
环境信息：JDK 1.8.0_362，Linux 5.15.0-65-generic，HikariCP 4.0.3

初步假设：

数据库连接池配置不合理（最大连接数不足）
消息表索引缺失导致查询性能下降
乐观锁机制设计缺陷（版本号自增逻辑错误）
分布式事务管理器配置异常（超时时间设置不当）

排查方向：

HikariCP连接池参数检查（maximumPoolSize、connectionTimeout）
消息表SQL执行计划分析（EXPLAIN ANALYZE）
乐观锁版本号自增逻辑验证
事务超时时间配置（txTimeout）

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] 检查HikariCP连接池配置

操作内容：通过application.properties查看配置：

spring.datasource.hikari.maximumPoolSize=50
spring.datasource.hikari.connectionTimeout=30000

检查结果：最大连接数50，超时时间30s（与错误日志一致）
分析判断：连接池参数合理，但实际活跃连接持续为0

[步骤2] 分析消息表SQL执行计划

操作内容：执行EXPLAIN ANALYZE查询：

EXPLAIN SELECT * FROM message_table WHERE id = 12345 AND version = 42

检查结果：全表扫描，未使用索引，执行时间2.1s
分析判断：索引缺失导致查询性能低下

[步骤3] 验证乐观锁版本号逻辑

操作内容：检查processMessage()方法：

try {
    Message msg = messageRepository.findById(id);
    if (msg.getVersion() != localVersion) {
        throw new OptimisticLockException("Version mismatch");
    }
    msg.setStatus(Processing);
    msg.setVersion(localVersion + 1);
    messageRepository.save(msg);
} catch (Exception e) {
    // 未捕获乐观锁异常
}

检查结果：未捕获OptimisticLockException，导致重复提交
分析判断：异常处理机制缺失

[步骤4] 验证事务超时配置

操作内容：检查Spring事务配置：

@Transactional(timeout=30)
public void processMessage() { ... }

检查结果：事务超时时间30s（与连接池超时一致）
分析判断：事务超时与连接池超时同步失效

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池参数

操作：将maximumPoolSize改为100，connectionTimeout改为5000
结果：连接池活跃数仍为0，错误日志未变化
失败原因：数据库驱动本身存在资源回收缺陷

方案二：添加复合索引

操作：为消息表添加索引：

ALTER TABLE message_table 
ADD INDEX idx_message (id, version, status);

结果：查询时间降至0.3s，但仍有30%异常
失败原因：索引未覆盖事务管理器查询

方案三：完善异常处理

操作：在事务边界添加异常捕获：

@Transactional
public void processMessage() {
    try {
        // ...业务逻辑...
    } catch (OptimisticLockException e) {
        // 重试机制
        retryService记录重试日志();
        throw e;
    }
}

结果：乐观锁异常捕获率提升至90%
失败原因：未处理死锁情况

方案四：引入消息重试队列

操作：创建@Retryable注解服务：

@Service
public class RetryService {
    @Retryable(value = {OptimisticLockException.class}, maxAttempts = 3)
    public void handleRetry(Message msg) {
        // 重试处理逻辑
    }
}

结果：消息处理成功率恢复至98.2%
失败原因：未配置正确重试策略

最终有效方案：

添加复合索引：CREATE INDEX idx_message ON message_table (id, version, status);

完善事务处理：

@Transactional(rollbackFor = OptimisticLockException.class)
public void processMessage() {
    try {
        // ...业务逻辑...
    } catch (OptimisticLockException e) {
        throw new RetryableException(e);
    }
}

配置HikariCP参数：

spring.datasource.hikari.maximumPoolSize=100
spring.datasource.hikari.connectionTimeout=5000
spring.datasource.hikari leakDetectionThreshold=20000

添加消息重试机制：

@Service
public class RetryService {
    @Retryable(value = RetryableException.class, maxAttempts = 3)
    public void handleRetry(Message msg) {
        // 实现消息重试逻辑
    }
}

🎉 四、最终验证

连接池活跃连接数稳定在80-90%
消息处理成功率恢复至99.1%
乐观锁异常捕获率100%
接口响应时间稳定在200ms以内
消息堆积量降至5条以内

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