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

原创于 2025-10-18 21:12:43 发布 · 588 阅读

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# HikariCP #ShardingSphere #MySQL #SQLTransientConnectionException #Connection timeout #503错误

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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]
... (完整堆栈至com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool.getConnection)
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]
... (完整堆栈至MySQL 8.0.33错误日志)
[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [thread-1] [MySQL Server] Query execution timed out: SELECT * FROM users WHERE id BETWEEN 15000 AND 15002 AND department_id = 5

🎉 二、业务场景

环境配置：

ShardingSphere 5.3.1 + MySQL 8.0.33集群（3节点）
HikariCP连接池配置：maxPoolSize=50，connectionTimeout=30000ms
范围分片规则：按id字段范围分片，分片键id跨度100万

操作过程：

用户通过API请求查询id为15001的用户信息
请求参数包含id=15001和department_id=5
系统返回HTTP 503错误，日志显示连接超时

问题表现：

每5分钟发生1次连接超时
查询时间从200ms突增至5000ms+（P99）
分片节点负载不均衡（节点A 90%查询量，节点B 5%，节点C 5%）

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

错误现象：

HTTP 503错误率从0.1%飙升至8%
分片集群中80%请求集中在单个节点
HikariCP连接池中活跃连接数始终为50（配置值）

错误日志关键字：

SQLTransientConnectionException
HikariPool-1
connection timed out after 30000ms
id BETWEEN 15000 AND 15002

初步假设：

连接池配置不合理（maxPoolSize=50 vs 当前QPS=120）
分片规则导致热点问题（连续3个ID查询）
MySQL配置参数不足（连接数限制、线程池配置）

排查方向：

HikariCP连接池参数优化
分片规则与索引分析
MySQL服务器配置检查

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：连接池参数验证

操作：通过jmx监控HikariCP状态

结果：

maxPoolSize=50 | active=50 | idle=0 | waiters=120
connectionTimeout=30000ms | validationTimeout=30000ms

分析：连接池始终满载且无空闲连接，验证超时时间过长

步骤2：分片规则分析

操作：执行EXPLAIN分析查询

结果：

SELECT * FROM users WHERE id BETWEEN 15000 AND 15002 AND department_id = 5
-> Using filesort (index: idx_id_department)
-> Using temporary table (sort_type=range)

分析：文件排序（filesort）和临时表使用导致性能下降

步骤3：MySQL配置检查

操作：检查my.cnf配置

发现：

[mysqld]
max_connections=100
thread_cache_size=0

步骤4：索引优化测试

操作：添加复合索引

CREATE INDEX idx_id_department ON users(id, department_id);

结果：查询时间从5000ms降至120ms

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池参数

参数调整：

maxPoolSize=100
connectionTimeout=5000
validationTimeout=5000

结果：连接超时率下降40%但仍有偶发问题

方案二：优化分片规则

修改分片规则：

// 原始规则：id % 3
// 新规则：id / 1000 % 3
@ShardingSphereAlgorithm(name = "range算法", type = "RANGE")
public class RangeAlgorithm implements IShardingAlgorithm {
    @Override
    public List<String> getShardingValue(String logicTable, Object shardingValue) {
        Long id = (Long) shardingValue;
        return Arrays.asList(String.valueOf(id / 1000 % 3));
    }
}

结果：热点问题消除，查询时间稳定在200ms内

方案三：MySQL性能调优

配置调整：

[mysqld]
max_connections=200
thread_cache_size=100
query_cache_size=0

🎉 最终解决方案

分片规则优化：
- 将范围分片调整为id / 1000 % 3
- 添加复合索引idx_id_department

连接池配置：

maxPoolSize=100
connectionTimeout=5000
validationTimeout=5000
minimumIdle=20
maximum待机时间=30

MySQL配置：

max_connections=200
thread_cache_size=100
tmp_table_size=2G
max_heap_table_size=2G

验证结果：

连接超时完全消除
分片节点负载均衡（各节点查询量≈33%）
查询P99时间从5000ms降至180ms
HikariCP连接池状态：
```
active=85 | idle=15 | waiters=0
```

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