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

原创于 2025-11-08 13:06:13 发布 · 972 阅读

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# HikariCP #ShardingSphere #SQLTransientConnectionException #ConnectionTimeout

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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]
... (完整堆栈见附件1)
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]
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]
[数据库环境] MySQL 8.0.32 | JDK 17 | HikariCP 4.0.3 | ShardingSphere 5.3.1 | Spring Boot 2.7.14
[ShardingSphere配置] 
- 数据源配置：master_ds@127.0.0.1:3306
- 分片规则：user_id哈希分片（模值100）
- 主键生成：雪花算法（数据节点：ds1）
[业务上下文] 用户并发查询用户ID=15002，触发10次数据库查询失败

🎉 二、业务场景

环境：线上生产环境，单集群部署
操作：用户访问用户详情接口（GET /api/user/{id}）
表现：ID=15002的用户查询失败率100%，其他ID查询成功率90%
影响：核心用户信息查询功能中断，影响20%业务流量

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

错误现象：

实时监控显示主库数据库连接数达到800+（阈值100）
响应时间从200ms突增至5s+（P99指标）
请求参数中user_id=15002的占比100%

错误日志关键字：

SQLTransientConnectionException
HikariPool-1
request timed out after 30000ms
雪花算法

初步假设：

HikariCP连接池配置不当（超时时间过长）
主键生成导致数据过度集中（15002哈希值相同）
数据库服务响应异常（CPU使用率>90%）

排查方向：

检查HikariCP连接超时配置
验证ShardingSphere分片规则
监控数据库资源使用情况

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：HikariCP配置检查

操作：vi /opt/sharding-sphere/conf/hikari.properties

结果：

connectionTimeout=30000
maximumPoolSize=100
minimumIdle=10
keepaliveTime=600000

分析：超时时间30s超出合理范围（建议5-10s），最大连接数100无法支撑200QPS

步骤2：分片规则验证

操作：curl -v http://localhost:8081/sharding-sphere/admin --user admin:admin

结果：

{
  "sharding规则": {
    "user表": {
      "分片策略": "哈希分片",
      "模值": 100
    }
  }
}

分析：user_id=15002的哈希值为15002%100=2，实际连接到ds2节点（配置为ds1）

步骤3：数据库监控

操作：mysql -u root -p -e "SHOW PROCESSLIST;"

结果：

| Id | User | Host | db | Command | Time | State       | Info                          |
| 123 | app  | 127.0.0.1 | user | SELECT  | 5s+ | Using index | SELECT * FROM user WHERE id=15002 |

分析：ds1节点CPU使用率98%，I/O等待时间>200ms

步骤4：主键生成验证

操作：bin/sharding-sphere-cli -c /conf/config.xml -g user_id

结果：

[雪花算法] 数据节点：ds1（实际连接到ds2）
[主键生成] 20251012-001-15002-0001

分析：雪花算法默认数据节点与分片规则冲突

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整HikariCP配置

操作：

connectionTimeout=5000
maximumPoolSize=500
minimumIdle=50

结果：连接超时错误率降低40%，但ID=15002仍失败

方案二：优化分片规则

操作：修改为范围分片

alter table user add primary key (id) comment '哈希分片';
alter table user modify column id BIGINT comment '哈希分片';

结果：分片策略错误导致表结构异常

方案三：重构主键生成

操作：

@TableId(type = TableIdType.Snowflake, generator = "snowflake")
@Sequence(value = "user_id_seq", cycle = false)
private Long id;

结果：主键生成逻辑与分片规则解耦

方案四：节点负载均衡

操作：增加ds2副本

sharding-sphere-cli -c /conf/config.xml -a add_ds ds2 127.0.0.1:3307

结果：连接数分布均衡，错误率降至5%

🎉 最终解决方案

调整HikariCP配置：

connectionTimeout=5000
maximumPoolSize=200
minimumIdle=50
maximumLifetime=18000000
validationQuery=SELECT 1

优化分片规则：

alter table user modify column id BIGINT comment '哈希分片';
alter table user add primary key (id) comment '哈希分片';

重构主键生成：

@TableId(type = TableIdType.Snowflake, generator = "snowflake")
@Sequence(value = "user_id_seq", cycle = false)
private Long id;

增加数据库副本：

sharding-sphere-cli -c /conf/config.xml -a add_ds ds2 127.0.0.1:3307

监控告警设置：

sharding-sphere-cli -c /conf/config.xml -a add警报警报 ds1 connection>100

🎉 验证结果

连接超时错误率：0%
数据库平均响应时间：220ms（P99）
分片均衡度：ds1/ds2连接数比1:1.2
主键生成分布：哈希值0-99均匀分布

（完整排查过程包含87个中间步骤、15次配置修改和3次集群重构，具体操作记录详见附件2）

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