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🎉 一、错误日志
[2025-10-12 14:35:12.888] ERROR 12345 --- [nio-8080-exec-5] com.example.user.service.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.
Caused by: java.sql.SQLTransientConnectionException: HikariPool-1 - Connection is not available, request timed out after 30000ms.
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]
Caused by: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource.getConnection(HikariDataSource.java:128) ~[HikariCP-4.0.3.jar:na]
[数据库监控日志] 2025-10-12 14:35:11.997 WARN 67890 --- [数据库监控线程] HikariPool-1: 10% connections in error state (慢查询占比37%)
[服务拆分日志] 2025-10-12 14:35:10.345 INFO 56789 --- [服务拆分线程] User Service与Order Service数据库访问时间差超过500ms（实际差值：632ms）
[操作日志] 2025-10-12 14:35:09.822 INFO 12345 --- [用户请求] 用户ID=15002发起跨服务查询（User-Order关联查询）
JDK version: 17.0.8+12
OS: Linux 6.5.0-arch1-1
HikariCP配置:
maxPoolSize=20
connectionTimeout=30000
dataBaseName=exampledb
🎉 二、业务场景
在电商系统中，用户服务（User Service）与订单服务（Order Service）通过服务网格进行跨服务调用。当用户ID=15002发起包含关联订单查询的操作时，系统出现：
- 用户详情查询失败（HTTP 503）
- 订单关联查询响应时间从平均120ms骤增至2.3秒
- 数据库监控显示连接池错误率突增至15%
- 服务拆分日志显示跨服务调用延迟异常
🎉 三、问题排查过程
📝 1. 初步分析
观察到的错误现象：
- 用户详情查询接口返回HTTP 503（服务不可用）
- 错误发生频率：每5-10分钟出现1次（监控平台记录）
- 连接池错误率从2%突增至15%
- 跨服务调用延迟标准差从120ms扩大到850ms
错误日志关键字提取：
- 关键错误类：
SQLTransientConnectionException - 错误消息：
Connection is not available, request timed out after 30000ms - 异常发生位置：
UserServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById - 相关上下文：
跨服务关联查询、HikariPool-1
初步假设：
- HikariCP连接池配置不足（maxPoolSize=20）
- 跨服务调用引入的数据库查询链路过长（N+1查询）
- 数据库主从同步延迟导致连接失效
- 服务网格限流策略触发
计划的排查方向：
- HikariCP连接池参数优化
- 跨服务调用链路分析（使用SkyWalking）
- 数据库慢查询分析（Explain执行计划）
- 服务网格配置检查（Istio限流规则）
📝 2. 详细排查步骤
[步骤1] HikariCP配置检查
- 操作内容：查看
hikariCP.properties文件 - 检查结果：
maxPoolSize=20 connectionTimeout=30000 validationTimeout=5000 dataBaseName=exampledb driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver - 分析判断：连接池最大连接数仅20，但当前TPS达到1200时已触发连接耗尽
[步骤2] 跨服务调用分析
- 操作内容：使用SkyWalking采集调用链
- 查看结果：
{ "traceId": "1234567890", "services": [ {"name": "User Service", "latency": 1200}, {"name": "Order Service", "latency": 2300}, {"name": "DB Query", "latency": 632} ], "errorNodes": [ {"service": "User Service", "errorType": "ConnectionTimeoutException"} ] } - 新的发现：跨服务调用导致数据库查询次数从1次增至5次（N+1查询）
[步骤3] 数据库慢查询分析
- 操作内容：执行
EXPLAIN分析 - 查看结果：
EXPLAIN SELECT u.id, o.id FROM users u JOIN orders o ON u.id = o.user_id WHERE u.id = 15002; - 关键指标：
- 查询执行时间：6.32s（优化前）
- 查询行数：2345（N+1查询）
- 等待时间占比：72%（连接获取）
[步骤4] 服务网格配置检查
- 操作内容：查看Istio限流规则
- 查看结果：
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: Gateway metadata: name: user-gateway spec: selector: app: user-service servers: - port: number: 80 protocol: HTTP hosts: - "*" http: routes: - route: - destination: service: user-service weight: 100 match: - path: /api/user/* - port: number: 80 - route: - destination: service: order-service weight: 100 match: - path: /api/order/* - port: number: 80
📝 3. 尝试的解决方案
方案一：HikariCP参数优化
- 提出背景：基于连接池配置不足的初步判断
- 具体操作：
maxPoolSize=50 connectionTimeout=20000 validationTimeout=30000 connectionTestQuery=SELECT 1 - 执行结果：TPS提升至1800但错误率仍为8%
- 失败原因：未解决N+1查询问题
方案二：数据库查询优化
- 提出背景：慢查询分析显示N+1问题
- 具体操作：
CREATE INDEX idx_user_order ON users(user_id); CREATE INDEX idx_order_user ON orders(user_id); - 执行结果：查询时间降至1.2s，TPS提升至2200
- 失败原因：未解决连接超时问题
方案三：服务拆分重构
- 提出背景：跨服务调用导致性能瓶颈
- 具体操作：
- 将关联查询改为异步流（Kafka消息）
- 使用Feign+OpenFeign重构调用
- 添加二级缓存（Redis）
- 配置Hystrix熔断（阈值：错误率>15%）
- 执行结果：
- 连接池错误率降至2%
- TPS稳定在3200
- 跨服务延迟从2300ms降至380ms
🎉 最终有效解决方案
-
数据库连接池优化：
maxPoolSize=50 connectionTimeout=20000 validationTimeout=30000 connectionTestQuery=SELECT 1 connectionTimeoutMax=60000 -
服务拆分重构：
- 使用Redis缓存关联数据（TTL=60s）
- 将N+1查询改为消息队列解耦
- 配置二级缓存（Caffeine）减少数据库压力
-
服务网格调整：
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: Gateway metadata: name: user-gateway spec: selector: app: user-service servers: - port: number: 80 protocol: HTTP hosts: - "*" http: routes: - route: - destination: service: user-service weight: 100 match: - path: /api/user/* - port: number: 80 - route: - destination: service: order-service weight: 100 match: - path: /api/order/* - port: number: 80 - route: - destination: service: cache-service weight: 100 match: - path: /api/cache/* - port: number: 80 -
监控告警配置：
- 连接池错误率>10%触发告警
- 跨服务延迟>500ms触发熔断
- 数据库慢查询>2s记录日志
🎉 最终验证结果
- 连接池错误率稳定在2%以下
- TP99延迟从2.3s降至380ms
- 跨服务调用成功率提升至99.98%
- 数据库CPU使用率从75%降至42%
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