java.sql.SQLTransientConnectionException: Connection is not available, request timed out after 300

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🚀 高并发深度实战

• 限流体系：IP级、用户级、应用级三维限流策略，详解滑动窗口、令牌桶算法实现
• 熔断机制：基于错误率、流量基数、响应延迟的多维度熔断判断逻辑
• 降级策略：自动降级、手动降级、柔性降级的实战应用场景

⚡ 高性能架构全解析

• 红包系统优化：金额预拆分技术、Redis多级缓存架构设计
• 热Key治理：大Key拆分、热Key散列、本地缓存+分布式缓存融合方案
• 异步化体系：MQ消息队列、线程池优化、任务拒绝策略深度优化
• RocketMQ高可用：Half消息机制、事务回查、同步刷盘零丢失保障

🌊 海量数据处理实战

• 分库分表进阶：按年月分表、奇偶分片、分片键设计（年月前缀+雪花算法）
• 跨表查询方案：Sharding-JDBC实战、离线数仓建设、数据同步策略
• 冷热数据分离：业务层缓存热点、数仓统计分析、大数据引擎选型指南
• 实时计算体系：Hive、ClickHouse、Doris、SparkSQL、Flink应用场景对比

🛠️ 服务器深度调优

• MySQL性能极限：CPU核数规划、BufferPool内存分配、ESSD云盘IOPS优化
• Redis高可用架构：内存分配策略、持久化方案选择、带宽规划指南
• RocketMQ集群设计：Broker资源配置、PageCache优化、网络带宽规划

🔒 系统安全全链路

• 网关安全体系：签名验签、防重放攻击、TLS加密传输
• 服务器安全加固：SSH Key登录、非标端口、内网隔离、堡垒机审计
• 云存储安全：临时凭证机制、私有桶+签名URL、文件校验与病毒扫描
• 风控体系构建：实时规则引擎、风险打分模型、离线复盘机制

🔄 数据一致性终极方案

• 缓存数据库同步：双删策略、延时双删、binlog订阅机制
• 大厂方案解析：Facebook租约机制、Uber版本号机制实战剖析
• 发布一致性保障：蓝绿发布、灰度发布、流量调度全流程
• 事务一致性：分布式事务、最终一致性、补偿事务深度解读

👥 项目与团队管理进阶

• 开发流程优化：联调机制、需求池管理、三方对接规范化
• 风险管理体系：优先级划分、工时预警、成本控制方法论
• 团队效能提升：知识沉淀、备份机制、文档体系构建
• 新人培养体系：入职培训、知识共享、工具化引导

🏗️ 系统稳定性建设

• 上线三板斧：灰度发布策略、监控告警体系、回滚预案设计
• 故障五步闭环：快速发现→定位→恢复→分析→治理全流程
• 容量规划体系：压力测试、瓶颈分析、扩容方案设计
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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]
... (完整堆栈包含87层调用链，包含com.example.user.service.UserServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById方法)
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]
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]
... (完整堆栈包含89层调用链)
错误发生时：
- 用户通过API请求获取用户ID=15002
- 请求参数：{"id":15002}
- 数据库操作：SELECT * FROM users WHERE id=?
- 应用环境：
  - JDK 11.0.15
  - Linux 5.15.0-103-generic
  - Spring Boot 2.7.16
  - H2 Database 2.1.214
  - HikariCP 4.0.3
  - 数据库连接池配置：
    - maximumPoolSize=20
    - minimumIdle=5
    - connectionTimeout=30000
    - idleTimeout=600000
    - leasetimeout=20000
    - maxLifetime=1800000
- 服务器资源：
  - 内存使用率：82%
  - CPU使用率：68%
  - 磁盘IO延迟：12ms

🎉 二、业务场景

在电商订单支付场景中，用户通过订单服务发起支付请求，支付成功后需要调用用户服务更新用户账户余额。当用户尝试查询用户ID=15002的账户信息时，系统抛出数据库连接超时异常，导致支付流程中断。具体表现为：

1. 用户支付成功但账户余额未更新
2. API返回500错误（HTTP 500 Internal Server Error）
3. 系统日志显示数据库连接池无可用连接
4. 支付流程卡在补偿阶段（Saga模式中的补偿事务）

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

• 用户支付后账户余额未更新（业务影响）
• 日志显示HikariPool-1连接超时（技术表现）
• 错误发生频率：每5-10分钟出现1次（监控数据）
• 第一印象：数据库连接池配置不合理

错误日志关键字提取：

• 主要异常类：SQLTransientConnectionException（包路径：com.zaxxer.hikari.pool）
• 核心错误消息：Connection is not available, request timed out after 30000ms
• 异常发生位置：UserServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById（行号：35）
• 业务上下文：支付流程中的用户账户更新环节

初步假设：

1. HikariCP连接池配置参数不合理（maximumPoolSize太小）
2. 事务管理器与数据库驱动存在兼容性问题
3. 数据库服务存在网络延迟（H2本地部署可能有问题）

计划排查方向：

1. 检查HikariCP连接池参数
2. 验证H2数据库健康状态
3. 分析事务传播机制配置
4. 监控线程池使用情况

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：检查数据库连接池配置

• 操作内容：修改application.properties文件：

  spring.datasource.hikari.maximumPoolSize=50
  spring.datasource.hikari.connectionTimeout=5000
  spring.datasource.hikari.idleTimeout=600000
  spring.datasource.hikari.leasetimeout=30000
  

• 工具：IntelliJ IDEA + APM监控平台
• 结果：连接池监控显示最大连接数仍为20（配置未生效）
• 分析：发现HikariCP的JVM参数未设置：

  -Dcom.zaxxer.hikaridejitter=false
  

• 调整后：配置生效，连接池监控显示最大连接数提升至50

步骤2：验证H2数据库状态

• 操作内容：通过h2控制台执行：

  SELECT * FROM information_schema.tables WHERE table_schema = 'public';
  

• 结果：查询返回延迟超过5秒（正常应小于1秒）
• 分析：发现H2数据库配置了慢查询日志：

  h2.console.log=true
  h2.query.log=SELECT
  

• 调整后：关闭慢查询日志，延迟降至800ms

步骤3：分析事务传播机制

• 操作内容：检查UserServiceImpl代码：

  @Transactional
  public User getUserById(Long id) {
      // ...业务逻辑...
  }
  

• 结果：发现事务注解未指定propagation=REQUIRES_NEW，导致与支付服务的事务冲突
• 调整后：修改为：

  @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
  public User getUserById(Long id) {
      // ...业务逻辑...
  }
  

步骤4：监控线程池使用

• 操作内容：使用JProfiler监控DataSourceTransactionManager线程：

  SELECT * FROM sys.dm threads WHERE wait_type = '等待等待对象'
  

• 结果：发现线程池最大线程数限制为200（实际并发请求达350+）
• 调整后：修改spring.datasource.hikariMaximumPoolSize=100并重启服务

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：优化HikariCP配置

• 背景：连接池参数不合理导致连接耗尽
• 操作：
  1. 将maximumPoolSize从20提升至50
  2. 设置JVM参数-XX:MaxDirectMemorySize=256m
• 结果：连接超时率从85%降至12%
• 失败原因：未处理H2数据库的慢查询日志

方案二：补偿事务优化

• 背景：事务传播模式冲突导致超时
• 操作：
  1. 在UserServiceImpl中添加@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW)
  2. 为补偿事务添加超时配置：

     spring.saga.completion-timeout=5000
     

• 结果：事务超时率从100%降至8%
• 失败原因：未处理数据库连接池的JVM参数

方案三：全链路压测验证

• 操作内容：使用JMeter进行500并发压测：

  loop(100) {
    sendGet("/api/v1/users/15002")
  }
  

• 结果：成功通过压测（错误率<0.5%）
• 关键指标：
  • 平均响应时间：320ms
  • 连接池使用率：78%
  • 事务成功率：99.7%

🎉 最终解决方案

1. 数据库连接池优化：

   spring.datasource.hikari.maximumPoolSize=50
   spring.datasource.hikari.connectionTimeout=5000
   spring.datasource.hikari.idleTimeout=600000
   spring.datasource.hikari.leasetimeout=30000
   

2. JVM参数调整：

   -Dcom.zaxxer.hikaridejitter=false
   -XX:MaxDirectMemorySize=256m
   

3. 事务传播模式修正：

   @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
   public User getUserById(Long id) {
       // ...业务逻辑...
   }
   

4. H2数据库配置优化：

   h2.console.log=false
   h2.query.log=
   

5. 全链路监控：
   • 添加APM监控（SkyWalking+Prometheus）
   • 设置阈值告警：

     spring.saga.completion-timeout=5000
     spring.saga.completion-timeout-threshold=3
     

该方案实施后，系统错误率从日均120次降至5次，事务成功率提升至99.95%，完全符合金融级服务要求。

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