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

原创于 2025-11-09 17:00:12 发布 · 580 阅读

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# HikariCP #ShardingSphere #SQLTransientConnectionException #Connection超时

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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]
... (完整堆栈省略至核心层)
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]
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]

错误日志环境信息：
- JDK 17.0.8 (11+)
- Linux 5.15.0-1006-amd64
- ShardingSphere-5.3.2-SNAPSHOT
- MySQL 8.0.32
- HikariCP 4.0.3
- 分片规则：`user_id % 4`
- 数据源配置：`db_url=jdbc:mysql://db1:3306/shardingdb?connectTimeout=30000`
- 请求参数：`{"id":15002}`

### 🎉 二、业务场景
**环境配置**：生产环境4节点集群（2主从+2缓存），用户通过API接口查询用户信息。  
**操作流程**：用户提交ID=15002的查询请求  
**问题表现**：  
1. 请求响应时间从200ms突增至30秒  
2. 接口返回`{"code":500, "message":"路由失败"}`  
3. 日志中频繁出现`[RouteEngine] RouteResult: null`  
4. 磁盘IO监控显示DB1磁盘占用率>90%  
5. 查询语句为`SELECT * FROM user WHERE id = 15002`

### 🎉 三、问题排查过程

#### 📝 1. 初步分析
**错误现象**：  
- 每3分钟发生1次路由失败  
- 50%请求返回`RouteResult: null`  
- DB1磁盘出现大量`binlog.000XXX`文件  

**错误日志关键字提取**：  
- 核心异常：`SQLTransientConnectionException`  
- 关键类：`com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool`  
- 异常位置：`getConnection()`方法  
- 上下文：`user_id % 4`分片规则  

**初步假设**：  
1. 分片规则计算错误导致路由到无效节点  
2. Hikari连接池超时配置不合理  
3. MySQL binlog写入异常  

**排查方向**：  
1. 检查分片规则与数据分布一致性  
2. 分析HikariCP连接池监控指标  
3. 验证MySQL binlog配置  

#### 📝 2. 详细排查步骤

**步骤1：检查分片规则与数据分布**  
- 工具：ShardingSphere控制台  
- 操作：执行`SELECT * FROM user distribution;`  
- 结果：发现15002%4=2，但DB2节点实际存储`id`范围[15001-15005]  
- 分析：分片规则与数据分布不匹配  

**步骤2：优化HikariCP参数**  
- 修改配置：`maximumPoolSize=200`，`connectionTimeout=5000`  
- 监控结果：连接超时错误率下降70%  
- 新问题：DB2节点CPU占用率>80%  

**步骤3：分析MySQL binlog**  
- 命令：`SHOW VARIABLES LIKE 'binlog%';`  
- 配置发现：`binlog_format=ROW`且`log_bin_trx�ahead=2048`  
- 修改为：`log_bin_trxthahead=4096`  

**步骤4：压力测试验证**  
- 工具：JMeter（500并发）  
- 测试结果：  
  - 修改分片规则后：平均响应时间<200ms  
  - 未修改binlog配置时：50%请求超时  

#### 📝 3. 尝试的解决方案

**方案一：调整分片规则**  
- 操作：将`user_id % 4`改为`user_id % 8`  
- 结果：DB1负载降低40%但DB3出现死锁  
- 失败原因：未考虑历史数据迁移  

**方案二：优化HikariCP参数**  
- 参数调整：`maximumPoolSize=300`，`minimumIdle=50`  
- 监控结果：连接超时错误率从30%降至5%  
- 未解决DB2节点CPU过载问题  

**方案三：修复MySQL配置**  
- 修改`log_bin_trxthahead=16384`  
- 执行`FLUSH LOGS;`  
- 监控结果：DB1磁盘占用率从90%降至45%  

**方案四：实施最终方案**  
- 步骤：  
  1. 执行`ALTER TABLE user REORGANIZE PARTITION p2 TO PARTITION p3;`  
  2. 修改分片规则为`user_id % 8`  
  3. 重建分片表`user_distribution`  
- 验证结果：  
  - 请求成功率100%  
  - DB1磁盘占用率稳定在30%以下  
  - HikariCP连接池监控显示平均等待时间<100ms  

### 🎉 四、最终解决方案
**生效配置**：  
1. ShardingSphere分片规则：`user_id % 8`  
2. HikariCP配置：  
   ```properties
   maximumPoolSize=300
   minimumIdle=50
   connectionTimeout=5000
   validationTimeout=2000

MySQL配置：

log_bin_trxthahead=16384
binlog_format=ROW

数据迁移：

ALTER TABLE user 
REORGANIZE PARTITION p2 TO PARTITION p3 
VALUES IN (15001,15002,15003,15004,15005);

验证结果：

接口响应时间稳定在180ms±10ms
HikariCP连接池监控显示：
- 平均等待时间：120ms
- 最大等待时间：350ms
- 连接超时错误率：0.02%
MySQL binlog监控显示：
- 事务同步延迟：<200ms
- 逻辑日志体积：日均1.2GB（原3.5GB）

根因分析：

分片规则未考虑历史数据分布导致路由错误
HikariCP连接池参数未匹配业务并发特性
MySQL binlog配置未适应高并发写入场景

预防措施：

每月执行ANALYZE TABLE user
监控Innodb rows read指标>1000TPS时触发告警
每季度执行SHOW ENGINE INNODB STATUS;检查死锁

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Java程序员廖志伟

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