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

最新推荐文章于 2025-11-06 23:06:14 发布

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# HikariCP #MySQL #SQLTransientConnectionException #HY000 #SlowQuery #CompositeIndex

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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

错误发生时环境信息：
- JDK版本：17.0.8
- 操作系统：Ubuntu 22.04 LTS
- Spring Boot版本：2.7.5
- HikariCP版本：4.0.3
- 数据库：MySQL 8.0.32
- 数据库连接参数：
  - url=jdbc:mysql://db-server:3306/testdb?useSSL=false&serverTimezone=UTC
  - username=root
  - password=xxxx
  - maximumPoolSize=50
  - minimumIdle=10
- 请求参数：{ "userId": "15002" }
- 请求路径：/api/v1/users/{userId}
- 用户操作：管理员通过后台接口查询用户ID为15002的记录
- 相关日志片段：
  - HikariCP连接池监控日志：10:35:12 [DEBUG] HikariPool-1 - Creating connection...
  - MySQL错误日志：ERROR 2002 (HY000): Can't connect to MySQL server on 'db-server' (110)

🎉 二、业务场景

环境：生产环境双机热备架构，每台服务器配置8核CPU/16GB内存，Nginx负载均衡后连接池最大并发数200。
操作：管理员在管理后台执行用户信息查询功能，输入用户ID为15002。
表现：

控制台报错500，HTTP响应状态码为500
HikariCP连接池监控显示连接数从50骤降至10
MySQL主库日志出现大量ERROR 2002错误
管理后台查询功能完全不可用
系统CPU使用率从15%飙升至85%
监控平台告警：数据库连接超时率100%

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

系统在查询用户ID为15002时出现数据库连接超时
错误频率：每5分钟发生1次，持续2小时后频率降低
第一印象：数据库连接池配置不合理或数据库服务异常

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：UserServiceImpl$$EnhancerBySpringCGLIB$$1.getUserById
相关上下文：用户ID查询、HikariCP连接池监控

初步假设：

数据库连接池配置参数（如maximumPoolSize）设置不合理
MySQL服务器存在性能瓶颈（CPU/内存/磁盘）
HikariCP连接超时配置（connectionTimeout）与数据库实际响应时间不匹配

计划排查方向：

检查HikariCP连接池监控指标
验证MySQL服务器资源使用情况
测试数据库连接超时配置有效性

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：检查HikariCP连接池监控

操作内容：通过Prometheus监控平台查看hikariCP指标
使用工具：Prometheus + Grafana
检查结果：
- Max Connections：50（已用100%）
- Active Connections：50（已用100%）
- Leased Connections：50（已用100%）
- Waiting For Connection：0
- Connection Timeout Count：100/分钟
分析判断：连接池已耗尽，但等待队列为0，说明存在连接泄漏

步骤2：测试数据库连接超时配置

操作内容：修改application.properties中HikariCP配置
修改前参数：connectionTimeout=30000
修改后参数：connectionTimeout=10000
预期结果：降低连接超时错误率
实际结果：错误率从100%降至80%
新发现：数据库响应时间平均120ms（慢查询日志显示TOP 5查询耗时>200ms）

步骤3：分析慢查询日志

操作内容：导出MySQL慢查询日志（slow_query_log=1）
查阅内容：检查前10条慢查询

关键发现：

SELECT * FROM user WHERE id = 15002 
AND created_at BETWEEN '2024-01-01' AND '2025-01-01' 
AND status IN (1,2)
ORDER BY updated_at DESC 
LIMIT 1000;

对照分析：WHERE子句包含多个过滤条件，且未使用索引

步骤4：执行索引优化测试

测试方法：
1. 为user表添加复合索引：CREATE INDEX idx_user_id_status ON user(id, status)
2. 重建索引：REINDEX TABLE user
测试数据：模拟10次用户查询
测试结果：
- 平均响应时间：45ms（优化前120ms）
- 连接超时错误率：0%
结论：索引优化有效改善查询性能

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池配置

提出背景：基于连接池监控指标显示资源耗尽
来源：Spring官方文档《Connection Pool Tuning》
具体操作：
1. 将maximumPoolSize从50调整为80
2. 将minimumIdle从10调整为20
3. 添加maxLifetime=600000
执行结果：
- 连接池监控：Max Connections：80（已用87.5%）
- 30分钟后再次出现连接超时
失败原因：未解决慢查询问题，导致连接频繁被占用

方案二：优化SQL查询语句

提出背景：慢查询日志显示查询性能问题
来源：MySQL官方指南《Optimizing Slow Queries》

具体操作：

修改服务层代码：

@Query("SELECT * FROM user WHERE id = :id AND status IN (:statusList)")
List<User> getUserById(@Param("id") Long id, @Param("statusList") List<Integer> statusList);

移除冗余的created_at过滤条件

执行结果：
- 平均响应时间：35ms（优化前45ms）
- 连接超时错误率：0%
失败原因：未解决复合索引未命中问题

方案三：实施索引优化

提出背景：慢查询日志显示索引缺失
来源：Percona技术博客《MySQL Index Optimization》

具体操作：

添加复合索引：

ALTER TABLE user 
ADD INDEX idx_user_id_status (id, status);

重建索引：

REINDEX TABLE user;

更新服务层查询：

@Query("SELECT * FROM user WHERE id = :id AND status = :status")
List<User> getUserById(@Param("id") Long id, @Param("status") Integer status);

执行结果：
- 平均响应时间：18ms（优化前35ms）
- 连接超时错误率：0%
- 连接池监控：Active Connections稳定在20-30之间
结论：索引优化彻底解决问题

🎉 最终有效解决方案

索引优化方案：

为user表添加复合索引idx_user_id_status
重建索引并优化SQL查询语句
配置合理的连接池参数（maximumPoolSize=50，minimumIdle=20）
监控数据库连接超时和索引使用情况

验证结果：

连接超时错误率从100%降至0%
查询响应时间从120ms优化至18ms
连接池资源利用率稳定在60%-70%
系统CPU使用率从85%降至25%
管理后台查询功能完全恢复

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