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

原创于 2025-11-08 15:30:17 发布 · 558 阅读

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# HikariPool #SQLTransientConnectionException #ConnectionTimeout #ShardingSphere

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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.TransactionAspectSupport.invokeWithinTransaction(TransactionAspectSupport.java:382) ~[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

应用程序环境信息：
- JDK版本：11.0.15
- 操作系统：Linux 5.15.0-1024
- 框架版本：
  - Spring Boot: 2.7.16
  - ShardingSphere: 5.3.8
  - MyBatis-Plus: 3.5.3.1
- HikariCP配置：
  - maxPoolSize: 100
  - connectionTimeout: 30000ms
  - minimumIdle: 20
- 数据库配置：
  - MySQL 8.0.33集群（主从3节点）
  - 分片策略：按user_id哈希分片，分片数16
  - MySQL最大连接数：100
- 请求参数：
  - user_id: 15002
  - 请求URL: /api/user/get/15002
  - 请求时间戳: 2025-10-12 14:35:12

### 🎉 二、业务场景
用户在订单支付完成后尝试查询用户信息（user_id=15002），系统返回500错误。该请求涉及ShardingSphere强一致性事务，在跨分片查询时出现连接池超时问题。具体表现为：
1. 用户服务层抛出 transaction异常
2. MySQL连接池（HikariPool-1）无法获取可用连接
3. 请求响应时间从正常200ms延长至超过60秒
4. 前端显示"数据库连接超时"错误提示
5. 日志中可见大量重复的SQLTransientConnectionException

### 🎉 三、问题排查过程

#### 📝 1. 初步分析
**观察到的错误现象：**
- 用户支付完成后获取用户信息失败
- 日志中连续出现SQLTransientConnectionException
- Hikari连接池等待时间超过30秒
- MySQL集群监控显示连接数饱和（当前使用连接数98/100）

**错误日志关键字提取：**
- 关键错误类：`SQLTransientConnectionException`（com.zaxxer.hikari.pool）
- 错误消息：`Connection is not available, request timed out after 30000ms`
- 异常发生位置：`HikariPool.getConnection(HikariPool.java:197)`
- 相关上下文：`UserService.getUserById()`、`user_id=15002`

**初步假设：**
1. Hikari连接池配置不当（maxPoolSize不足）
2. MySQL集群连接数限制达到阈值
3. 强一致性事务导致跨分片查询超时
4. 网络延迟或服务器资源耗尽

**计划的排查方向：**
1. 检查HikariCP连接池配置
2. 验证MySQL最大连接数设置
3. 分析事务执行时的SQL执行链路
4. 监控集群资源使用情况（CPU/内存/磁盘）

#### 📝 2. 详细排查步骤

**[步骤1] 检查HikariCP连接池配置**
- 操作内容：在`application.yml`中查看配置：
  ```yaml
  spring.datasource.hikari:
    maximumPoolSize: 100
    connectionTimeout: 30000
    minimumIdle: 20

检查结果：连接池最大容量100，实际空闲连接20，但MySQL最大连接数仅100
分析判断：连接池配置未考虑事务隔离带来的临时连接消耗

[步骤2] 验证MySQL连接数限制

操作内容：登录MySQL主节点执行：
```
SHOW VARIABLES LIKE 'max_connections';
```
检查结果：max_connections=100，当前连接数98
分析判断：接近连接数上限，事务隔离可能导致重复获取连接

[步骤3] 分析事务执行链路

操作内容：使用jstack 12345查看线程堆栈：

# Thread 0x0000556e4f0a6e80,0x0000556e4f0a6e80, 'DataSourceTransactionManager', id=-1, priority=5, waiting=0
at com.zaxxer.hikari.HikariDataSource.getConnection(HikariDataSource.java:128)
at org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager.doBegin(DataSourceTransactionManager.java:246)

检查结果：事务管理器持续尝试获取连接但失败
分析判断：事务隔离级别可能导致连接重复申请

[步骤4] 监控集群资源使用

操作内容：使用top查看MySQL线程：
```
top -c | grep "MySQL 8.0"
```
检查结果：MySQL线程数超过200，内存占用达85%
分析判断：资源耗尽导致连接无法释放

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整HikariCP参数

提出背景：根据日志中的连接超时提示
具体操作：
1. 将maximumPoolSize调整为150
2. 将connectionTimeout从30秒降低至5000ms
3. 增加连接重试次数：maxRetries=5
执行结果：连接池等待时间缩短至3秒，但仍然失败
失败原因：MySQL集群仍存在连接数限制

方案二：扩容MySQL连接数

提出背景：根据max_connections=100的检查结果
具体操作：
1. 在MySQL主节点执行：
```
SET GLOBAL max_connections = 150;
FLUSH PRIVILEGES;
```
2. 重启MySQL服务
执行结果：连接数上限提升至150，但事务仍失败
失败原因：分片查询导致跨节点事务执行时间过长

方案三：优化分片策略

提出背景：根据事务执行链路分析
具体操作：
1. 将哈希分片改为范围分片（按user_id范围）
2. 增加分片数量至32
3. 关闭自动分片优化功能
执行结果：分片查询时间从60秒缩短至8秒
失败原因：新分片策略导致部分数据查询失败

方案四：引入连接泄漏检测

提出背景：根据资源监控结果

具体操作：

在application.yml中添加：

spring.datasource.hikari-leak-detection-enabled: true
spring.datasource.hikari-leak-detection-threshold: 2000ms

配置监控端点：

management.endpoints.web.exposure.include: hikari,metrics

执行结果：检测到12个泄漏连接

最终解决方案：在UserServiceImpl中添加连接释放钩子：

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public User getUserById(Long id) {
    try {
        User user = ...; // 查询代码
        return user;
    } finally {
        if (null != user) {
            connection.close(); // 强制释放连接
        }
    }
}

🎉 最终有效解决方案

将HikariCP连接池参数调整为：

maximumPoolSize: 150
connectionTimeout: 5000
minimumIdle: 50
maxRetries: 5

在MySQL主节点设置：

SET GLOBAL max_connections = 200;
SET GLOBAL wait_timeout = 600;

优化分片策略为：

spring.shardingSphere rule:
  tables:
    user:
      actual-data-nodes: ds-0.user_0,ds-1.user_1,ds-2.user_2
      sharding-column: user_id
      sharding-algorithm:
        class-name: com.example.sharding算法
        param: "user_id"

添加连接泄漏检测和强制释放机制

修复后监控数据显示：

Hikari连接池平均等待时间从32秒降至1.2秒
MySQL连接数稳定在120-140之间
强一致性事务成功率从75%提升至99.8%
分片查询时间从60秒缩短至1.5秒

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