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

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⚡ 高性能架构全解析

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🌊 海量数据处理实战

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🛠️ 服务器深度调优

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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]
... (完整堆栈省略至HikariPool层)
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.HikariDataSource.getConnection(HikariCP-4.0.3.jar:na)
[数据库日志片段]
2025-10-12 14:35:10.456 [thread-1] ERROR [es-disk-indexer] index.queryService - failed to execute query: {index: users, type: user, id: 15002}
[es-disk-indexer] {index: users, type: user, id: 15002} - failed to execute query: {index: users, type: user, id: 15002}
[es-disk-indexer] {index: users, type: user, id: 15002} - failed to execute query: {index: users, type: user, id: 15002}
[集群节点同步日志]
[2025-10-12 14:35:05] [节点1] [同步延迟] [节点2] 同步进度落后5分20秒
[2025-10-12 14:35:08] [节点3] [磁盘使用率] 92% (阈值85%)
[应用环境]
JDK: 17.0.8 (LTS)
OS: Linux 6.5.0-arch1-1
Elasticsearch: 8.7.0
配置项:
hikariMaximumPoolSize=10
hikariTimeout=30000
es cluster.name=dev-cluster
es index.number_of_shards=5
es index.number_of复制数=1

🎉 二、业务场景

在用户实时搜索功能中，当超过15个并发请求同时访问用户ID为15002的文档时，Elasticsearch服务出现响应延迟。具体表现为：

1. 控制台显示503错误
2. 前端搜索结果延迟超过5秒
3. Hikari连接池中空闲连接数量持续下降至0
4. 集群状态从Green变为 Yellow
5. 用户反馈搜索功能不可用

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

• 503错误提示"服务不可用"
• Hikari连接池显示Max=10/Active=10/Idle=0
• Elasticsearch集群状态从Green（绿色）变为Yellow（黄色）
• 磁盘使用率持续超过85%

错误日志关键字提取：

• 关键错误类：com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool
• 错误消息：Connection is not available, request timed out after 30000ms
• 异常发生位置：HikariPool.getConnection()（HikariCP-4.0.3.jar）
• 相关上下文：用户ID=15002的文档查询操作

初步假设：

1. 连接池配置不足（Max=10 vs 并发15）
2. 数据库性能问题（慢查询日志显示全量扫描）
3. 集群同步延迟导致节点不可用
4. 磁盘空间不足（节点3使用率92%）

计划的排查方向：

1. 调整Hikari连接池参数
2. 分析Elasticsearch集群状态
3. 检查数据库性能
4. 监控磁盘使用情况

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] 检查Hikari连接池配置

• 操作内容：修改hikariMaximumPoolSize=15，重启应用
• 使用的工具：JMX监控 + 线上配置热更新
• 检查结果：连接池显示Max=15/Active=15/Idle=0
• 分析判断：连接数仍不足（15并发+5维护=20）

[步骤2] 调试Elasticsearch集群

• 操作内容：执行curl -XGET /_cluster/health?pretty
• 预期结果：Green状态
• 实际结果：Yellow（5个节点未同步）
• 新的发现：节点3磁盘使用率92%

[步骤3] 分析数据库性能

• 操作内容：执行EXPLAIN分析用户ID=15002的查询
• 查询结果：全表扫描 (Cost=23.45, Rows=5000)
• 关键发现：索引设计缺失倒排索引字段

[步骤4] 验证磁盘空间

• 操作内容：执行df -h /es/data
• 查看结果：节点3剩余空间1.2GB（阈值3GB）

[步骤5] 重新分析错误日志

• 新的发现：慢查询日志显示全表扫描
• 关联分析：连接池不足 + 索引设计缺陷 + 磁盘压力

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池参数

• 操作：hikariMaximumPoolSize=20, hikariTimeout=60000
• 结果：连接池显示Max=20/Active=20/Idle=0
• 失败原因：集群同步延迟导致20个连接仍无法获取

方案二：优化Elasticsearch集群

• 操作：升级至8.7.1版本（修复同步延迟问题）
• 操作：调整索引配置：

  {
    "index.number_of_shards": 7,
    "index.number_of_replicas": 0
  }
  

• 结果：集群状态变为Green，同步延迟<1分钟
• 失败原因：未解决磁盘空间不足问题

方案三：重构索引设计

• 操作：为user索引添加倒排字段：

  {
    "mappings": {
      "properties": {
        "username": {"type": "text", "index": "true"}
      }
    }
  }
  

• 操作：重命名旧索引并更新路由：

  Elasticsearch: 
  - Rename index: users --> users_v2
  - Update index: users_v2 mappings
  - Update search templates
  

• 结果：EXPLAIN显示查询成本从23.45降至0.89
• 失败原因：未处理磁盘空间不足

方案四：优化磁盘配置

• 操作：扩容节点3磁盘至10TB
• 操作：调整索引存储路径：

  {
    "path": {
      "data": "/es/data2"
    }
  }
  

• 结果：磁盘使用率降至68%，集群状态保持Green

方案五：最终解决方案

• 操作：组合优化：
  1. 连接池参数：Max=25, Timeout=60000
  2. 索引设计：添加倒排字段 + 分片数7
  3. 存储优化：扩容磁盘 + 分片存储路径
• 执行结果：并发处理能力提升至50+，错误率<0.01%

🎉 最终有效解决方案

1. 连接池优化：

   hikariMaximumPoolSize=25
   hikariTimeout=60000
   hikariMinimumIdle=5
   

2. Elasticsearch配置调整：

   {
     "index.number_of_shards": 7,
     "index.number_of_replicas": 0,
     "index.query.default_search场的": "username"
   }
   

3. 存储优化：

   # 扩容操作
   df -h /es/data3
   # 索引迁移
   elasticsearch --index=users --target-index=users_v2 --mapping
   

4. 监控机制：

   • 添加JMX监控指标：

     jmx监控:
       - HikariCP:Connection pool
       - Elasticsearch:Cluster health
       - Linux:Disk usage
     

   • 设置阈值告警：

     alert规则:
       - 当集群状态为Yellow持续>5分钟时触发
       - 当磁盘使用率>85%时触发
     

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