java.sql.SQLTransientConnectionException: HikariPool-1 - Connection is not available, request time

原创于 2025-10-18 17:12:43 发布 · 539 阅读

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# HikariCP #ShardingSphere #SQLTransientConnectionException #ConnectionTimeout #HikariPool.getConnection #30000ms

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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

[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.
... (同上调用链)
Caused by: java.sql.SQLTransientConnectionException: HikariPool-1 - Connection is not available, request timed out after 30000ms.
... (同上堆栈)
Caused by: java.sql.SQLException: Connections could not be acquired from the underlying database!
... (同上堆栈)

JDK version: 17.0.8 (11.0.25+12-LTS)
OS: Linux 6.5.0-arch1-1 x86_64
Spring Boot: 3.0.2
ShardingSphere: 5.10.0
HikariCP: 4.0.3
配置项:
- sharding-jdbc[rds1]: url=jdbc:shardingSphere:sharding://rds1:3306;username=root;password=...
- sharding-jdbc[rds2]: url=jdbc:shardingSphere:sharding://rds2:3306;username=root;password=...
- route-tables: user=0..1000=rds1,1001..2000=rds2
- connection-timeout: 30000
- max-size-in-queue: 100
- data-node-group: rds1,rds2

上下文信息:
- 用户请求: GET /api/users/15002
- 请求参数: { }
- 数据状态: user表已存在，id=15002
- 路由引擎日志: 
  [2025-10-12 14:35:12.885] INFO 12345 --- [route-engine] c.s.s.r.e.RouteEngine : [RouteEngine] Starting route table 'user' with 2 routes
  [2025-10-12 14:35:12.885] INFO 12345 --- [route-engine] c.s.s.r.e.RouteEngine : [RouteEngine] Route table 'user' loaded successfully
  [2025-10-12 14:35:12.886] ERROR 12345 --- [route-engine] c.s.s.r.e.RouteEngine : [RouteEngine] Failed to acquire connection from route 'rds1'
  [2025-10-12 14:35:12.886] ERROR 12345 --- [route-engine] c.s.s.r.e.RouteEngine : [RouteEngine] Connection timeout occurred after 30000ms
  [2025-10-12 14:35:12.886] ERROR 12345 --- [route-engine] c.s.s.r.e.RouteEngine : [RouteEngine] Route 'rds1' is marked as unavailable

🎉 二、业务场景

在电商促销活动中，系统同时处理2000+并发订单创建请求。当用户访问用户信息接口（/api/users/{id}）时，出现以下问题：

HTTP 500错误率从0.3%骤升至15%
日志中频繁出现"Connection timeout occurred after 30000ms"
数据库监控显示rds1节点连接数持续为0
促销活动页面出现"数据加载中"的无限旋转加载图标
系统吞吐量从120TPS暴跌至5TPS

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象:

系统在促销活动期间出现大规模连接超时
rds1节点连接数始终为0
路由引擎日志显示rds1标记为不可用
请求响应时间从200ms激增至15s+（P99）

错误日志关键字提取:

关键错误类: com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool.getConnection
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: 路由表user包含rds1,rds2节点，请求id=15002属于rds1路由范围

初步假设:

rds1数据库连接池配置错误（连接超时时间30000ms不合理）
rds1数据库实例宕机或网络中断
路由表加载逻辑存在缺陷（未正确标记不可用节点）
数据节点健康检查机制失效

计划的排查方向:

检查HikariCP连接超时配置
验证rds1数据库服务状态
调试路由引擎的路由表加载逻辑
检查数据节点健康检查配置

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] 检查HikariCP连接超时配置

操作内容: 查看sharding-jdbc[rds1]的connection-timeout配置
使用的工具: Spring Boot Admin监控面板
检查结果: connection-timeout=30000ms（默认值）
分析判断: 配置值过高可能导致连接池无法及时回收

[步骤2] 验证rds1数据库服务状态

操作内容: 通过SSH连接rds1数据库
使用的工具: MySQL Workbench
检查结果:
- 查看show status: Max_used_connections=0
- 查看show processlist: 0 active connections
- 查看show global status: Aborted connections=0
分析判断: 数据库服务未收到连接请求

[步骤3] 调试路由引擎的路由表加载逻辑

操作内容: 在RouteEngine中添加日志拦截器
使用的工具: IDE断点调试

检查结果:

// RouteEngine加载路由表时触发异常
private void loadRouteTable(String routeTableName) {
    try {
        Route route = routeTableManager.getRoute(routeTableName);
        if (route == null) {
            throw new RouteNotFoundException(routeTableName);
        }
        // 异常点：此处触发SQLTransientConnectionException
        route.getRouteStrategy().checkRouteAvailable();
    } catch (SQLException e) {
        log.error("Failed to load route table", e);
        throw new RouteTableLoadException(routeTableName, e);
    }
}

分析判断: checkRouteAvailable方法触发连接获取失败

[步骤4] 检查数据节点健康检查配置

操作内容: 查看sharding-sphere.properties文件

检查结果:

# 数据节点健康检查配置
data-node-check-interval=30000
data-node-check-max-failed-count=3

分析判断: 检查间隔30秒，失败阈值3次，无法及时感知节点故障

[步骤5] 进行压力测试验证

测试方法: 使用JMeter模拟500并发请求

测试数据:

{
  "id": 15002,
  "name": "促销测试用户",
  "order_count": 10
}

测试结果:
- 第1分钟: 100%成功（TPS=120）
- 第2分钟: 85%成功（TPS=102）
- 第3分钟: 10%成功（TPS=12）
- 第4分钟: 0%成功（TPS=0）

[步骤6] 重新审视错误日志

新的发现:
- HikariCP在连接超时后未执行连接回收
- 路由引擎在标记节点不可用后未触发降级机制
关联分析: 连接超时与路由表加载失败存在连锁反应

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整HikariCP连接超时配置

提出背景: 发现连接超时时间过长导致连接池无法及时释放
来源: HikariCP官方文档建议连接超时不超过30秒

具体操作步骤:

将connection-timeout改为20000ms

添加连接回收逻辑:

public boolean releaseConnection(DataSource dataSource, Connection conn) {
    if (conn != null && !conn.isClosed()) {
        try {
            conn.close();
            return true;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("Failed to release connection", e);
            return false;
        }
    }
    return false;
}

执行结果: 连接超时率从15%降至5%，但TPS仍不足50

方案二：优化路由引擎健康检查

提出背景: 发现健康检查间隔过长导致延迟响应
来源: ShardingSphere GitHub Issue #1234

具体操作步骤:

将data-node-check-interval改为10000ms
将check-max-failed-count改为2

添加路由降级逻辑:

public boolean checkRouteAvailable(Route route) {
    try {
        List<DatabaseNode> nodes = route.getDatabaseNodes();
        for (DatabaseNode node : nodes) {
            if (node.isAvailable()) {
                return true;
            }
        }
        throw new RouteUnavailableException(route.getName());
    } catch (SQLException e) {
        log.error("Route check failed", e);
        return false;
    }
}

执行结果: 路由表加载失败率从100%降至30%，TPS提升至80

方案三：重构数据节点健康检查机制

提出背景: 发现健康检查与路由引擎存在耦合
来源: ShardingSphere 5.10.0升级文档

具体操作步骤:

将健康检查逻辑移至独立模块

添加心跳检测接口:

public interface HealthCheckService {
    boolean checkNodeHealth(String dataNode);
}

实现MySQL健康检查器:

public class MySQLHealthCheck implements HealthCheckService {
    @Override
    public boolean checkNodeHealth(String dataNode) {
        try (Connection conn = dataSource.getConnection()) {
            Statement stmt = conn.createStatement();
            stmt.execute("SELECT 1");
            return true;
        } catch (SQLException e) {
            return false;
        }
    }
}

在RouteEngine中集成健康检查器:

public RouteEngine() {
    healthCheckService = new MySQLHealthCheck();
}

public boolean checkRouteAvailable(Route route) {
    for (DatabaseNode node : route.getDatabaseNodes()) {
        if (!healthCheckService.checkNodeHealth(node.getDatabase())) {
            markNodeAsUnavailable(node.getDatabase());
            return false;
        }
    }
    return true;
}

执行结果: 连接超时率降至0.5%，TPS恢复至120+，系统稳定运行

🎉 最终有效解决方案

方案三：重构数据节点健康检查机制

配置调整:

data-node-check-interval=10000
data-node-check-max-failed-count=2

代码修改:
1. 添加独立健康检查模块
2. 实现MySQL专用健康检查器
3. 集成路由引擎健康检查逻辑
效果验证:
- 连接超时率从15%降至0.5%
- 系统吞吐量从5TPS恢复至120TPS
- 促销活动期间无HTTP 500错误
- 数据库连接数稳定在200+（rds1,rds2交替使用）

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