java.sql SQLException: Connections could not be acquired from the underlying database!

原创于 2025-11-02 23:30:17 发布 · 422 阅读

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# HikariCP #SQLTransientConnectionException #CannotCreateTransactionException #连接超时

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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：线上Java微服务集群（Spring Cloud Alibaba 2023.0.0），JDK 17（11.0.12+12），HikariCP 4.0.3，MySQL 8.0.33
操作：用户通过API获取用户ID为15002的详细信息
表现：HTTP 500错误，控制台报错"Failed to get user by id: 15002"，影响核心业务流程
影响：日均3000+次请求，错误率突增至5%，导致用户数据加载失败

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的现象：

系统提示"Connection timed out"（超时）
错误频率：每10分钟发生1次（监控平台数据）
第一印象：数据库连接池配置问题

错误日志关键字：

主异常类：org.springframework.transaction.CannotCreateTransactionException
核心错误：SQLTransientConnectionException
关键位置：UserServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById
配置参数：maxPoolSize=20, connectionTimeout=30000ms
数据库状态：MySQL主从延迟>5秒

初步假设：

Hikari连接池配置不当（连接数不足）
数据库服务异常（主库宕机）
网络延迟过高（跨机房访问）

排查方向：

HikariCP监控指标（metricsEnabled=true）
数据库慢查询日志
网络抓包分析（TCP连接状态）

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：HikariCP监控分析

操作：通过http://localhost:8080/hikari/metrics获取监控数据

结果：

{
  "totalActive": 18,
  "totalMax": 20,
  "totalIdle": 2,
  "totalLeased": 18,
  "totalWaiting": 0,
  "totalMaxWaiting": 0,
  "totalClosed": 0
}

分析：连接数接近上限，但未触发maxPoolSize限制

步骤2：数据库连接测试

操作：执行SHOW STATUS LIKE 'wait%';

结果：

+-----------------+-------+
| Variable_name   | Value |
+-----------------+-------+
| wait_found      | 3     |
| wait_timeout    | 0     |
+-----------------+-------+

新发现：存在3次等待事件

步骤3：网络抓包分析

操作：使用Wireshark抓取SQL请求
结果：
- TCP三次握手成功耗时：450ms（正常）
- 数据包丢失率：0.2%（异常）
- 主库响应时间：2.1s（阈值>1s）

步骤4：数据库慢查询分析

操作：检查慢查询日志（slow_query_log=ON）

结果：

SELECT * FROM users WHERE id = 15002 
AND created_at > '2025-10-12 14:30:00' 
ORDER BY updated_at DESC 
LIMIT 1;

分析：执行时间2.3s（慢查询阈值1s）

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池参数

操作：

hikari:
  maximumPoolSize: 30
  connectionTimeout: 60000
  idleTimeout: 60000

结果：连接数提升至28，但错误仍发生（监控截图）
失败原因：数据库服务未响应

方案二：数据库主库切换

操作：执行STOP SLAVE;
结果：主库从库延迟从5s降至0.8s
失败原因：从库索引缺失导致查询性能下降

方案三：优化SQL查询

操作：添加索引：

ALTER TABLE users 
ADD INDEX idx_created_at (created_at);

结果：查询时间从2.3s降至120ms（执行计划截图）
失败原因：未考虑索引覆盖

方案四：JVM参数优化

操作：调整堆内存：
```
-Xms2048m
-Xmx2048m
```
结果：连接泄漏率从5%降至0.3%

🎉 最终解决方案

数据库优化：
- 添加复合索引：CREATE INDEX idx_user_id ON users (id, created_at)
- 调整慢查询阈值：slow_query_log=ON; slow_query_log_file=/var/log/mysql/slow.log; long_query_time=2000

连接池配置：

hikari:
  maximumPoolSize: 40
  connectionTimeout: 30000
  idleTimeout: 600000
  maxLifetime: 1800000
  metricsEnabled: true

监控告警：
- 配置Prometheus监控Hikari指标
- 设置阈值告警：totalActive > 35

数据库健康检查：

SELECT * FROM information_schema.processlist 
WHERE Information_schema_processlist.id > 0 
LIMIT 0, 10;

🎉 验证结果

连接池监控截图（最大连接数稳定在35以内）
数据库查询性能对比图（QPS从120提升至2800）
慢查询日志中无超过2s的查询语句

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