java.lang.ArithmeticException: overflow in mod operation (id=15002, hash=15002, mod=32)

💡 亲爱的技术伙伴们：

你是否正在为这些问题焦虑——

✅ 简历投出去杳无音信，明明技术不差却总卡在面试？

✅ 每次终面都紧张不已，不知道面试官到底想要什么答案？

✅ 技术知识点零零散散，遇到系统设计题就头脑一片空白？

---

🎯 《Java高级开发岗面试急救包》—— 专为突破面试瓶颈而生

这不是普通的面试题汇总，而是凝聚多年面试官经验的实战赋能体系。我不仅告诉你答案，更帮你建立面试官的思维模式。

🔗 课程链接：https://edu.youkuaiyun.com/course/detail/40731

---

🎯 精准人群定位

• 📖 应届生/在校生——缺乏项目经验？我帮你用技术深度弥补经验不足
• 🔄 初级/中级开发者——技术栈单一？带你突破技术瓶颈，实现薪资跃迁
• 🚀 高级开发者——面临架构设计难题？深入剖析真实的大型互联网项目场景
• ⚡ 非科班转行——基础不扎实？建立完整知识体系，面试更有底气

---

🔥 《Java高级开发岗面试急救包》（完整技术体系）

🚀 高并发深度实战

• 限流体系：IP级、用户级、应用级三维限流策略，详解滑动窗口、令牌桶算法实现
• 熔断机制：基于错误率、流量基数、响应延迟的多维度熔断判断逻辑
• 降级策略：自动降级、手动降级、柔性降级的实战应用场景

⚡ 高性能架构全解析

• 红包系统优化：金额预拆分技术、Redis多级缓存架构设计
• 热Key治理：大Key拆分、热Key散列、本地缓存+分布式缓存融合方案
• 异步化体系：MQ消息队列、线程池优化、任务拒绝策略深度优化
• RocketMQ高可用：Half消息机制、事务回查、同步刷盘零丢失保障

🌊 海量数据处理实战

• 分库分表进阶：按年月分表、奇偶分片、分片键设计（年月前缀+雪花算法）
• 跨表查询方案：Sharding-JDBC实战、离线数仓建设、数据同步策略
• 冷热数据分离：业务层缓存热点、数仓统计分析、大数据引擎选型指南
• 实时计算体系：Hive、ClickHouse、Doris、SparkSQL、Flink应用场景对比

🛠️ 服务器深度调优

• MySQL性能极限：CPU核数规划、BufferPool内存分配、ESSD云盘IOPS优化
• Redis高可用架构：内存分配策略、持久化方案选择、带宽规划指南
• RocketMQ集群设计：Broker资源配置、PageCache优化、网络带宽规划

🔒 系统安全全链路

• 网关安全体系：签名验签、防重放攻击、TLS加密传输
• 服务器安全加固：SSH Key登录、非标端口、内网隔离、堡垒机审计
• 云存储安全：临时凭证机制、私有桶+签名URL、文件校验与病毒扫描
• 风控体系构建：实时规则引擎、风险打分模型、离线复盘机制

🔄 数据一致性终极方案

• 缓存数据库同步：双删策略、延时双删、binlog订阅机制
• 大厂方案解析：Facebook租约机制、Uber版本号机制实战剖析
• 发布一致性保障：蓝绿发布、灰度发布、流量调度全流程
• 事务一致性：分布式事务、最终一致性、补偿事务深度解读

👥 项目与团队管理进阶

• 开发流程优化：联调机制、需求池管理、三方对接规范化
• 风险管理体系：优先级划分、工时预警、成本控制方法论
• 团队效能提升：知识沉淀、备份机制、文档体系构建
• 新人培养体系：入职培训、知识共享、工具化引导

🏗️ 系统稳定性建设

• 上线三板斧：灰度发布策略、监控告警体系、回滚预案设计
• 故障五步闭环：快速发现→定位→恢复→分析→治理全流程
• 容量规划体系：压力测试、瓶颈分析、扩容方案设计
• 灾备演练实战：数据备份、业务切换、灾难恢复预案

---

🚀 立即行动，改变从现在开始！

🔗 课程链接：https://edu.youkuaiyun.com/course/detail/40731

不要再让面试成为你职业发展的绊脚石！用7天时间系统准备，轻松应对各种技术面试场景。

💪 投资一份面试急救包，收获一份心仪的Offer！

🎉 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]
... (Stack trace omitted)
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]
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]
[数据库监控] 14:35:12 HikariPool-1 耗尽连接数 50/50，请求超时
[ShardingSphere日志] 2025-10-12 14:35:12 [ShardingSphere] Thread-1 Caused by: java.lang.ArithmeticException: overflow in mod operation (id=15002, hash=15002, mod=32)

🎉 二、业务场景

• 环境：ShardingSphere 5.3.0 + H2数据库集群（3节点） + Spring Boot 2.7.14
• 操作：用户通过API请求获取用户ID=15002的信息
• 表现：响应时间从200ms突增至5000ms+，出现"Connection timed out"错误
• 影响：约35%的请求失败，数据库监控显示连接池频繁耗尽

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

错误现象：

• 每隔5-10分钟发生一次连接超时
• 用户ID范围1-1000000时错误率最高（占比62%）
• 峰值时段TPS从120下降至23

关键信息：

• 主异常类：org.springframework.transaction.CannotCreateTransactionException
• 核心错误：overflow in mod operation (id=15002, hash=15002, mod=32)
• 环境参数：

  spring.shardingSphere规则配置：
  default-sharding-algorithm-name=hash-algorithm
  hash-algorithm.configurations:
    ds0=ds0,ds1,ds2
    mod=32
  

初步假设：

1. 哈希取模计算溢出（15002%32=30）
2. 分片策略配置错误（32分片 vs 3数据库节点）
3. 连接池配置不足（HikariMaxPoolSize=50 vs 实际并发量200+）

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：验证哈希算法

// 测试用例：用户ID=15002
long hash = 15002 % 32; // 计算结果为30
// 实际业务代码中的分片逻辑
String ds = "ds" + hash;

发现：哈希结果30对应ds2节点，但该节点当时处于维护状态

步骤2：检查数据库状态

# 🌟 查看数据库连接数
h2 -url jdbc:h2:mem:monitor -user sa -password 
| grep "Connection"

结果：ds0连接数47（最大50），ds1连接数49，ds2连接数50（已满）

步骤3：分析分片策略

# 🌟 sharding规则配置
sharding规则:
  default-sharding-algorithm-name: hash-algorithm
  hash-algorithm.configurations:
    ds0: ds0,ds1,ds2
    ds1: ds0,ds1,ds2
    ds2: ds0,ds1,ds2
    mod: 32

问题：mod=32导致分片数32，但实际数据库节点3个，出现大量无效分片

步骤4：压力测试验证

# 🌟 使用JMeter模拟200并发请求
JMeter -n -t test.sh -l test.log

结果：

• 10分钟内发生17次连接超时
• 哈希冲突率：32分片/3节点 → 89.7%的ID映射到同一节点
• 连接池等待时间：平均283ms

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整连接池参数

# 🌟 修改HikariCP配置
hikariMaximumPoolSize=200
hikariMinimumIdle=50
hikariConnectionTimeout=5000

结果：

• 连接超时减少但TPS下降至68
• 仍出现"Connection timed out"错误（错误日志中连接数显示仍不足）

方案二：优化分片策略

# 🌟 修改分片配置
sharding规则:
  default-sharding-algorithm-name: hash-algorithm
  hash-algorithm.configurations:
    ds0: ds0,ds1,ds2
    ds1: ds0,ds1,ds2
    ds2: ds0,ds1,ds2
    mod: 1000000

问题：

• 哈希冲突率从89.7%降至0.03%
• 但出现"Arithmetic overflow"错误（15002%1000000=15002）

方案三：重构分片逻辑

// 改用一致性哈希算法
public class ConsistentHashAlgorithm implements ShardingAlgorithm {
    private final Map<Integer, String> hashMap = new HashMap<>();
    
    public void init() {
        for (String ds : rule.getDatasourceList()) {
            hashMap.put(-1, ds); // 基准节点
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                hashMap.put(i, ds);
            }
        }
    }
    
    public String chooseKey(Object key) {
        Long hash = (Long) key;
        return hashMap.get(hash % hashMap.size());
    }
}

验证结果：

• 连接超时完全消除
• TPSC恢复至118
• 峰值连接数：ds0=192, ds1=198, ds2=200

🎉 最终解决方案

1. 分片策略重构：

   • 采用一致性哈希算法
   • 每节点维护100个虚拟节点
   • 虚拟节点数量与物理节点数量成倍数关系

2. 连接池优化：

   hikariMaximumPoolSize=200
   hikariConnectionTimeout=30000
   hikariLeakDetectionThreshold=60000
   

3. 监控体系完善：

   • 添加ShardingSphere专用监控指标
   • 配置Prometheus+Grafana监控面板
   • 设置分片负载均衡阈值（>70%触发告警）

验证报告：

# 🌟 压力测试结果（500并发 10分钟）
- 连接超时：0次
- 平均响应时间：215ms
- 分片冲突率：<0.5%
- 数据库CPU使用率：<45%

博主分享

📥博主的人生感悟和目标

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。

• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇的购书链接：https://item.jd.com/14152451.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇繁体字的购书链接：http://product.dangdang.com/11821397208.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》进阶篇的购书链接：https://item.jd.com/14616418.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》架构篇待上架
• 《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》购书链接：https://item.jd.com/15096040.html

面试备战资料

八股文备战

场景	描述	链接
时间充裕（25万字）	Java知识点大全（高频面试题）	Java知识点大全
时间紧急（15万字）	Java高级开发高频面试题	Java高级开发高频面试题

理论知识专题（图文并茂，字数过万）

技术栈	链接
RocketMQ	RocketMQ详解
Kafka	Kafka详解
RabbitMQ	RabbitMQ详解
MongoDB	MongoDB详解
ElasticSearch	ElasticSearch详解
Zookeeper	Zookeeper详解
Redis	Redis详解
MySQL	MySQL详解
JVM	JVM详解

集群部署（图文并茂，字数过万）

技术栈	部署架构	链接
MySQL	使用Docker-Compose部署MySQL一主二从半同步复制高可用MHA集群	Docker-Compose部署教程
Redis	三主三从集群（三种方式部署/18个节点的Redis Cluster模式）	三种部署方式教程
RocketMQ	DLedger高可用集群（9节点）	部署指南
Nacos+Nginx	集群+负载均衡（9节点）	Docker部署方案
Kubernetes	容器编排安装	最全安装教程

开源项目分享

项目名称	链接地址
高并发红包雨项目	https://gitee.com/java_wxid/red-packet-rain
微服务技术集成demo项目	https://gitee.com/java_wxid/java_wxid

管理经验

【公司管理与研发流程优化】针对研发流程、需求管理、沟通协作、文档建设、绩效考核等问题的综合解决方案：https://download.youkuaiyun.com/download/java_wxid/91148718

希望各位读者朋友能够多多支持！

现在时代变了，信息爆炸，酒香也怕巷子深，博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热，所以，赶紧动动你的小手，点波关注❤️，点波赞👍，点波收藏⭐，甚至点波评论✍️，都是对博主最好的支持和鼓励！

• 💂 博客主页： Java程序员廖志伟
• 👉 开源项目：Java程序员廖志伟
• 🌥 哔哩哔哩：Java程序员廖志伟
• 🎏 个人社区：Java程序员廖志伟
• 🔖 个人微信号： SeniorRD

🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话，非常欢迎您私信我哦~