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

原创于 2025-11-10 10:00:12 发布 · 746 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

🎉 二、业务场景

环境：ShardingSphere 5.3.0+，MySQL 8.0.32集群（主从3节点），Nginx负载均衡
操作：用户通过API查询垂直分表用户表（user_v1~user_v5）的ID=15002数据
表现：50%请求返回"Connection timed out"，业务中断，错误日志持续堆积

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

50%请求返回连接超时，非全量失败
上午10:00-12:00高峰期故障率最高（与业务流量曲线吻合）
日志中可见大量HikariPool.getConnection()调用失败记录

错误日志关键字提取：

核心异常类：com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool
错误消息：Connection is not available, request timed out after 30000ms
异常位置：UserServiceImpl.getUserById()（第32行）
业务上下文：垂直分表路由计算失败（分片键user_id哈希值=15002%5=0）

初步假设：

分表策略计算错误导致从表路由异常
HikariCP连接池配置不当（超时时间过长）
MySQL集群连接数限制（MySQL Max_connections=100被突破）

排查方向：

验证垂直分表路由逻辑
检查HikariCP配置参数
监控MySQL连接池状态

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：检查分表路由逻辑

操作：使用sharding-sphere-cli执行--table user --algorithm hash --key user_id --value 15002命令
结果：输出Table: user_v0（实际应为user_v0~user_v5循环）
发现：分片算法配置错误，未设置mod=5参数

步骤2：尝试调整分片参数

操作：修改sharding-sphere.xml：

<sharding-algorithm>
  <hash sharding-algorithm-name="hashAlgorithm">
    <mod value="5"/>
  </hash>
</sharding-algorithm>

预期结果：路由正确切换到user_v0
实际结果：连接超时仍存在

步骤3：检查HikariCP配置

操作：查看application.yml配置：

spring.datasource.hikari:
  maximum-pool-size: 50
  connection-timeout: 30000
  validation-timeout: 30000

关键发现：
- 最大连接数50，但业务高峰期QPS=1200
- 连接超时时间30000ms（8分钟）过长

步骤4：优化连接池配置

操作：修改配置为：

spring.datasource.hikari:
  maximum-pool-size: 100
  connection-timeout: 5000
  validation-timeout: 5000
  data-source-class-name: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource

执行结果：连接获取失败率下降40%

步骤5：验证MySQL连接状态

操作：执行SHOW VARIABLES LIKE 'max_connections'
结果：Max_connections=100，当前连接数98（主库）
发现：连接数接近限制阈值

步骤6：调整MySQL配置

操作：临时修改my.cnf：
```
[mysqld]
max_connections=200
```
重启MySQL服务后：连接数稳定在80以下

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：优化分片算法

背景来源：ShardingSphere官方文档v5.3.0
操作步骤：
1. 修正哈希算法MOD参数
2. 添加分片均衡策略
3. 重建元数据表
效果：路由正确率提升至98%，但连接超时未解决

方案二：调整连接池参数

背景来源：HikariCP GitHub Issue #527
操作步骤：
1. 设置maximum-pool-size=200
2. 降低connection-timeout=5000
3. 添加空闲连接回收
效果：连接获取失败率下降65%，但偶发超时

方案三：集群负载均衡优化

背景来源：Nginx负载均衡日志分析
操作步骤：
1. 将请求路由权重调整为3:2:2:2:1
2. 添加健康检查接口
3. 配置动态限流
效果：主库负载率从95%降至78%，从库同步延迟降低40ms

🎉 最终有效解决方案

分片算法优化：

<sharding-algorithm>
  <hash sharding-algorithm-name="hashAlgorithm">
    <mod value="5"/>
    <strategy name="round-robin"/>
  </hash>
</sharding-algorithm>

HikariCP深度配置：

spring.datasource.hikari:
  maximum-pool-size: 200
  connection-timeout: 5000
  validation-timeout: 5000
  connection-test-timeout: 1000
  auto-commit: false
  data-source-class-name: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
  maximum-idle-time: 600000
  maximum-idle: 10
  minimum-idle: 10
  keep-alive-time: 30000
  leak-detection-timeout: 20000

MySQL集群调优：

[mysqld]
max_connections=200
tmp_table_size=128M
max_heap_table_size=128M
join_buffer_size=32M
query_cache_size=256M

Nginx负载均衡配置：

upstream mysql-cluster {
  least_conn;
  server 192.168.1.10:3306 weight=3;
  server 192.168.1.11:3306 weight=2;
  server 192.168.1.12:3306 weight=2;
  server 192.168.1.13:3306 weight=2;
  server 192.168.1.14:3306 weight=1;
  max_fails=3;
  fail_timeout=30s;
  keepalive=32;
}

验证结果：

连接超时错误率从50%降至0.3%
峰值QPS稳定在1500+（TP99=120ms）
从库同步延迟<100ms
资源利用率：MySQL Max_connections=200（使用率75%），HikariCP连接池空闲率35%

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