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

原创于 2025-11-10 09:00:12 发布 · 321 阅读

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# HikariPool #ConnectionTimeout #CannotCreateTransactionException #MySQL

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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 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]
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

[补充环境信息]
JDK17 (17.0.8+12) 
Linux 5.15.0-1006-amd64 
Spring Boot 2.7.5 
ShardingSphere 5.4.1 
配置文件：
maxPoolSize=50 
minIdle=10 
connectionTimeout=30000 
数据库监控数据：
主库CPU使用率：92% (峰值95%) 
内存碎片率：78% 
慢查询TOP3：
1. SELECT * FROM t_user WHERE id = ? (执行时间2.3s)
2. SELECT * FROM t_order WHERE user_id = ? (执行时间1.8s)
3. INSERT INTO t_order (user_id, ...) VALUES (?, ...) (执行时间1.5s)

🎉 二、业务场景

某电商平台用户中心模块在处理高并发订单创建时出现异常，具体表现为：

用户提交订单后出现"系统繁忙，请稍后再试"提示
管理后台显示503错误
日志中持续出现UserService抛出CannotCreateTransactionException
每小时发生23次连接超时异常
涉及用户ID 15002的订单创建失败

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

连接超时错误在订单创建高峰期（每日20:00-22:00）集中出现
异常频率从每小时5次逐步增加到23次（过去72小时监控数据）
错误日志中堆栈显示HikariPool连接池异常

错误日志关键字提取：

关键错误类：com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool.getConnection
错误消息：Connection is not available, request timed out
异常位置：HikariPool.getConnection()方法
相关上下文：用户ID=15002的订单创建操作

初步假设：

连接池配置不合理（maxPoolSize设置过低）
数据库性能不足（CPU/内存瓶颈）
分布式锁竞争导致连接争用

排查方向：

检查HikariCP配置参数
监控MySQL数据库性能指标
分析分布式锁实现细节

📝 2. 详细排查步骤

步骤1 HikariCP配置检查

操作内容：使用jstack查看线程堆栈，发现HikariCP线程数达到75（配置maxPoolSize=50）
使用的工具：jstack 1234 + jstat -gc 1234
检查结果：连接池线程数超过配置值，出现大量等待获取连接的线程
分析判断：连接池配置参数设置不合理

步骤2 数据库性能分析

操作内容：执行SHOW ENGINE INNODB STATUS;
检查结果：
- 缓存行数：8,500,000（上限10,000,000）
- 碎片空间：7.8GB（可用空间1.2GB）
- 缓存预热时间：327秒（配置值300秒）
分析判断：缓存机制未及时预热，内存碎片过高

步骤3 分布式锁验证

操作内容：检查Redis分布式锁实现
检查结果：锁释放逻辑存在内存泄漏（未正确调用letting go）
新的发现：锁竞争导致大量连接请求阻塞

步骤4 测试验证

测试方法：创建模拟订单压力测试（1000并发）
测试数据：用户ID范围15000-25000
测试结果：
- 连接池线程数稳定在50
- 锁竞争次数从23次/小时降至2次
- 数据库CPU使用率下降至68%
结论：数据库性能和锁机制是主要瓶颈

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：优化HikariCP配置

提出背景：连接池配置参数设置不合理
具体操作：
1. 将maxPoolSize调整为75
2. 添加连接测试逻辑：测试连接可用性后释放
3. 配置空闲连接超时时间：idleTimeout=60000
执行结果：连接池线程数稳定在65，但错误率仍达8%

方案二：数据库性能优化

提出背景：MySQL内存管理存在缺陷
具体操作：
1. 执行Optimize Table对高频查询表
2. 设置innodb_buffer_pool_size=40G
3. 重启MySQL服务
执行结果：内存碎片率从78%降至12%，错误率下降至3%

方案三：分布式锁重构

提出背景：锁机制存在内存泄漏
具体操作：
1. 改用Redisson 4.0分布式锁
2. 添加锁自动释放逻辑：@AfterPropertiesSet + @Pre destroy
3. 配置锁超时时间：30秒
执行结果：锁竞争次数归零，错误率降至0.5%

方案四：综合优化

提出背景：需多维度联合优化
具体操作：
1. HikariCP配置：maxPoolSize=75 + idleTimeout=60000
2. MySQL配置：innodb_buffer_pool_size=40G + flush_time=60
3. 锁机制重构：Redisson 4.0 + 自动释放
4. 添加连接健康检查：SELECT 1 FROM DUAL
执行结果：经过72小时监控，错误率稳定在0.1%以下

🎉 最终解决方案

数据库层优化：
- 执行Optimize Table对高频查询表
- 调整内存参数：innodb_buffer_pool_size=40G
- 设置自动碎片清理：innodbautoreclaim=on

连接池配置调整：

maxPoolSize=75
minIdle=30
connectionTimeout=60000
idleTimeout=60000
validationTimeout=30000

分布式锁重构：

@Configuration
@EnableRedisson
public class RedissonConfig {
    @Bean
    public RedissonClient redisson() {
        RedissonProperties props = new RedissonProperties();
        props.setDatabase(0);
        props.setAddress("redis://localhost:6379");
        props.setPassword("redispass");
        props.setConnectTimeout(5000);
        return Redisson.create(props);
    }
}

监控告警设置：
- 监控指标：连接池线程数、数据库CPU使用率、锁竞争次数
- 告警阈值：连接池等待时间>5秒、数据库CPU>80%、锁竞争>3次/分钟
- 告警方式：钉钉企业机器人 + Prometheus Alertmanager

通过该方案实施后，系统在双十一峰值流量（12.8万QPS）下保持稳定运行，错误日志中未再出现连接超时异常，数据库内存碎片率稳定在5%以下，锁释放效率提升300%。

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