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

原创于 2025-11-09 09:00:12 发布 · 985 阅读

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# HikariCP #ShardingSphere #MySQL #ConnectionTimeout

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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

JDK版本：11.0.15
操作系统：Linux 5.15.0-1036-azure
HikariCP版本：4.0.3
Spring Boot版本：2.7.14
ShardingSphere版本：5.10.0
数据库：MySQL 8.0.32
配置项：
- hikariCPMaximumPoolSize=200
- hikariCPMinimumIdle=50
- shardingSphereReadRouteStrategy=RoundRobin
- shardingSphereWriteStrategy=All
- shardingSphereDatabaseType=MySQL
- shardingSphereMasterDatabase=master
- shardingSphereSlaveDatabases=slave1,slave2,slave3

上下文信息：
- 用户操作：API调用`/api/users/{id}`，参数`id=15002`
- 数据状态：用户ID 15002存在且未删除
- 请求参数：`{"id": "15002"}`
- 请求频率：每秒120次（JMeter压测场景）
- 数据库监控：master库CPU使用率92%，slave库CPU使用率88%

🎉 二、业务场景

在电商促销活动中，系统突然出现用户查询接口（/api/users/{id}）频繁返回500错误。监控发现：

每秒120次请求中，有37%请求因数据库连接超时失败
Hikari连接池中活跃连接数始终为200（配置最大值）
主库MySQL 8.0.32的慢查询日志显示大量SELECT * FROM users WHERE id = ?语句，执行时间从0.1s延长至3.2s
ShardingSphere路由日志显示所有请求均路由到主库
网络抓包显示API到MySQL的响应时间稳定在200ms以内

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

用户查询接口返回500错误（HTTP 500）
错误频率：每秒37次（约每秒2次失败）
请求延迟：成功请求平均响应时间1.2s，失败请求无响应
日志规律：所有失败请求的id值均大于10000

错误日志关键字提取：

关键错误类：SQLTransientConnectionException（HikariCP）
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：/api/users/{id}接口调用、ShardingSphere路由策略

初步假设：

连接池配置不合理（hikariCPMaximumPoolSize=200）
主库数据库性能不足（CPU/内存/磁盘）
ShardingSphere路由策略缺陷（强制路由到主库）
SQL执行计划异常（未命中索引）

计划的排查方向：

检查HikariCP连接池配置
监控主库数据库性能指标
验证ShardingSphere路由策略
分析SQL执行计划

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] 检查HikariCP连接池配置

操作内容：通过jconsole查看HikariCP线程池状态
使用的工具：JDK 11的jconsole
检查结果：
- 最大连接数200（已达到配置值）
- 最小空闲连接50
- 连接回收延迟：30s
- 连接超时时间：30s
分析判断：连接池未达到上限，但回收延迟过长可能影响性能

[步骤2] 验证ShardingSphere路由策略

操作内容：在控制台修改路由策略为Random
验证方法：重试3次API调用并记录路由结果
验证结果：
- 1/3请求路由到主库
- 2/3请求路由到slave1/slave2
- 主库查询时间仍为3.2s
新的发现：路由策略不影响查询性能

[步骤3] 分析SQL执行计划

操作内容：通过EXPLAIN ANALYZE查询用户表
检查结果：
- 主库执行计划：Using filesort（未命中索引）
- slave库执行计划：Using index
关键发现：主库用户表未建立ID索引

[步骤4] 监控主库数据库性能

操作内容：使用SHOW STATUS获取实时指标
监控数据：
- Queries：每秒1800次
- RowsSent：每秒320万
- InnodbRowsRead：每秒280万
- FreeMemory：128MB（阈值<256MB）

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：优化HikariCP配置

提出背景：连接池回收延迟过长导致连接占用
具体操作：
1. 将hikariCPConnectionTimeout=20000（原30000ms）
2. 修改hikariCPMaxLifetime=600000（原1200000ms）
3. 重启应用服务
执行结果：连接超时错误率下降至15%，但未完全解决
失败原因：主库CPU仍处于过载状态

方案二：修复SQL执行计划

提出背景：未命中索引导致全表扫描
具体操作：
1. 在MySQL中创建索引：CREATE INDEX idx_user_id ON users(id)
2. 重启MySQL服务
3. 重新注册ShardingSphere元数据
执行结果：
- 主库查询时间降至0.8s
- 连接池活跃连接数降至120
- 错误率降至3%
失败原因：索引未生效（未重建表）

方案三：调整路由策略

提出背景：强制路由到主库导致负载不均
具体操作：
1. 将shardingSphereReadRouteStrategy=RoundRobin
2. 将shardingSphereWriteStrategy=All
3. 配置shardingSphereMasterDatabase=master
执行结果：
- 主库查询时间降至1.2s
- slave库查询时间降至0.5s
- 错误率降至1.5%
失败原因：未配置 slave库路由规则

最终有效解决方案：

SQL优化：
- 创建idx_user_id索引
- 重建用户表：REPLACE INTO users VALUES (...)
ShardingSphere配置：
- 修改路由策略：shardingSphereReadRouteStrategy=RoundRobin
- 配置shardingSphereSlaveDatabases=slave1,slave2,slave3
HikariCP调整：
- 修改连接超时时间：hikariCPConnectionTimeout=20000
- 优化连接回收延迟：hikariCPConnectionTimeout=20000
数据库监控：
- 设置CPU使用率阈值（>90%时触发告警）
- 配置慢查询日志（>1s的SQL语句）

验证结果：

API接口错误率：从37%降至0.8%
连接池使用率：平均75%（峰值120）
主库CPU使用率：稳定在65%以下
slave库查询时间：0.3-0.5s

（注：此过程完整记录了3次失败尝试和2次有效调整，最终通过索引优化+路由策略+连接池调优实现系统稳定运行）

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