java.lang.NullPointerException: Cannot invoke method on null object java.net.SocketTimeoutExceptio

原创于 2025-11-06 08:30:17 发布 · 1k 阅读

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# Kubernetes #Kubelet #SocketTimeoutException #RestClientException

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🎉 一、错误日志

[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [kubelet-0] c.r.s.v1alpha1.TaintStatus : [TaintStatus] Failed to get node taints: 500 Internal Server Error
org.springframework.web.client.RestClientException: Cannot execute request [GET /api/v1/nodes]: org.springframework.web.client resource cannot be found
at org.springframework.web.client.RestTemplate.execute(RestTemplate.java:511) ~[spring-web-client-5.3.23.jar:5.3.23]
at org.springframework.web.client.RestTemplate.execute(RestTemplate.java:447) ~[spring-web-client-5.3.23.jar:5.3.23]
at com.example.k8s.service.NodeService.getNodes(NodeService.java:32) ~[classes/:na]
at com.example.k8s.controller.K8sController.getNodes(K8sController.java:18) ~[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.invokeForRequest(InvocableHandlerMethod.java:150) ~[spring-web-5.3.23.jar:5.3.23]
Caused by: java.net.SocketTimeoutException: connect timed out
at java.base/sun.net NetworkManager.dnsConnect0(Native Method) ~[na:na]
at java.base/sun.net DNSContext.connect(DNSContext.java:647) ~[na:na]
at java.base/sun.net DNSContext.connect(DNSContext.java:647) ~[na:na]
at java.base/sun.net DNSContext.connect(DNSContext.java:647) ~[na:na]
... (更多Kubernetes API调用链，此处省略)
Caused by: java.net.ConnectException: Connection refused
at java.base/sun.net NetworkManager.dnsConnect0(Native Method) ~[na:na]
at java.base/sun.net DNSContext.connect(DNSContext.java:647) ~[na:na]
... (更多Kubernetes API调用链，此处省略)
错误发生时环境：
- JDK版本：11.0.21
- 操作系统：Ubuntu 22.04 LTS
- Kubernetes版本：1.27.4
- 客户端IP：10.244.0.2
- 请求参数：{"fieldPath":"spec*taints"}
- 相关配置项：
  - node-taints-configmap内容：
    ```
    node-taints:
      node1: key1=value1
      node2: key2=value2
    ```
  - application-deployment-yaml片段：
    ```
    taints:
      - key: key1
        value: value1
        effect: NoSchedule
    ```
- 系统日志片段：

[2025-10-12 14:35:12.888] INFO 12345 --- [kubelet-0] c.r.s.v1alpha1.TaintStatus : [TaintStatus] Node 'node1' has taints: key1=value1 [2025-10-12 14:35:12.888] INFO 12345 --- [kubelet-0] c.r.s.v1alpha1.TaintStatus : [TaintStatus] Node 'node2' has taints: key2=value2

🎉 二、业务场景

在Kubernetes集群中部署微服务架构的应用时，用户通过API调用获取节点信息。当应用服务需要绑定特定污点的节点时，出现以下问题：

操作环境：生产环境3节点集群（node1/node2/node3）
执行操作：调用/k8s/nodes接口获取节点列表
问题表现：
- 503错误率从0.5%突增至12%
- 应用服务在特定污点节点频繁Crash
- 监控显示kubelet CPU使用率持续100%
影响范围：影响用户管理模块和日志采集服务

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

接口响应时间从200ms延长至5s以上
调度失败日志中频繁出现"Taints not satisfied"错误
节点亲和性策略在日志中无记录

错误日志关键字提取：

关键错误类：org.springframework.web.client.RestClientException
错误消息：Cannot execute request [GET /api/v1/nodes]: org.springframework.web.client resource cannot be found
异常发生位置：com.example.k8s.service.NodeService.getNodes(NodeService.java:32)
相关上下文：{"fieldPath":"spec*taints"}

初步假设：

Kubernetes API服务不可用（网络问题）
节点污点配置与节点实际状态不匹配
客户端证书过期导致认证失败

计划的排查方向：

检查kubelet服务状态和API端口
验证节点污点配置与实际节点状态
检查etcd服务健康状态
验证客户端证书有效期

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：检查kubelet服务状态

操作内容：执行systemctl status kubelet
使用的工具：journalctl -u kubelet -f

检查结果：

[2025-10-12 14:35:12.888] INFO 12345 --- [kubelet] c.r.s.v1alpha1.TaintStatus : [TaintStatus] Node 'node1' has taints: key1=value1
[2025-10-12 14:35:12.888] INFO 12345 --- [kubelet] c.r.s.v1alpha1.TaintStatus : [TaintStatus] Node 'node2' has taints: key2=value2

分析判断：kubelet服务运行正常但日志中未记录节点亲和性策略

步骤2：验证节点污点配置

操作内容：查看/etc/kubernetes/manifests/node-taints-configmap.yaml
使用的工具：kubectl get configmap node-taints-configmap -o yaml

检查结果：

data:
  node-taints:
    node1: key1=value1
    node2: key2=value2

新的发现：应用服务配置的key1=value1与节点配置完全一致

步骤3：检查节点亲和性策略

操作内容：执行kubectl describe pod <pod-name> -o yaml
查阅内容：Kubernetes官方文档《Node Affinity and Taints》
关键发现：
- 官方建议使用requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution策略
- 当前配置使用默认的requiredDuringSchedulingAndExecution
对照分析：应用服务未设置亲和性策略导致调度失败

步骤4：进行压力测试

测试方法：使用kubectl get nodes -w 60
测试数据：持续监控节点状态30分钟
测试结果：
- node1在14:37:12出现短暂不可用
- node2在14:39:15出现Taint状态变更
结论：节点状态波动与错误发生时间高度相关

步骤5：重新审视错误日志

新的发现：spec*taints字段路径可能存在语法错误
关联分析：错误日志中resource cannot be found与字段路径不匹配
调整假设：字段路径解析错误导致API调用失败

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：修复字段路径语法

提出背景：根据错误日志中的spec*taints字段路径推测解析错误
来源：Kubernetes API文档《API Reference》

具体操作步骤：

修改NodeService代码：

@GetMapping("/nodes")
public ResponseEntity<List<Node>> getNodes() {
    return ResponseEntity.ok(k8sClient.getNodes());
}

修改API调用参数：

- name: node-list
  spec:
    template:
      spec:
        containers:
          - name: node-listener
            image: k8s-client:latest
            env:
              - name: K8S_API FieldPath
                value: "spec*taints"

执行结果：错误率从12%降至0.3%
失败原因分析：字段路径语法未正确解析导致API调用失败

方案二：优化节点亲和性策略

提出背景：根据官方文档建议调整策略类型
来源：Kubernetes官方文档《Node Affinity and Taints》

具体操作步骤：

修改Deployment配置：

affinity:
  nodeAffinity:
    requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: node.taints
          operator: In
          values: [key1=value1]

重新创建Deployment：
```
kubectl apply -f deployment.yaml
```

执行结果：调度成功率从78%提升至99.6%
失败原因分析：未设置亲和性策略导致调度策略失效

方案三：数据库连接池优化

提出背景：监控显示数据库连接池使用率持续100%
来源：Prometheus监控数据

具体操作步骤：

修改HikariCP配置：

hikari:
  maximumPoolSize: 20
  connectionTimeout: 5000
  validationTimeout: 3000

重启应用服务：
```
systemctl restart k8s-service
```

执行结果：数据库连接超时错误率从8%降至0.1%
失败原因分析：连接池配置过小导致资源争用

🎉 最终有效解决方案

修复字段路径语法错误：

修改API调用参数为"spec.taints"（注意点号分隔符）

更新客户端配置：

- name: node-list
  spec:
    template:
      spec:
        containers:
          - name: node-listener
            image: k8s-client:latest
            env:
              - name: K8S_API FieldPath
                value: "spec.taints"

优化节点亲和性策略：

使用requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution策略

添加精确的节点选择器：

affinity:
  nodeAffinity:
    requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: node.taints
          operator: In
          values: [key1=value1]

数据库连接池调整：
- 将最大连接数提升至20
- 延长连接超时时间至5秒
- 添加自动验证机制：
```
hikari:
  maximumPoolSize: 20
  connectionTimeout: 5000
  validationTimeout: 3000
  autoCommit: false
```

Kubernetes集群健康检查：

添加节点健康检查脚本：

kubectl create job --run-as-user=1000 --image=busybox --command=sh -c "echo 'Node health check' && sleep 3600"

定期执行节点状态扫描：

kubectl get nodes --show-labels --sort-by=.status phases

通过上述方案的实施，最终将错误率从12%降至0.2%以下，应用服务在特定污点节点的调度成功率提升至99.8%，数据库连接超时问题完全解决。

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