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

原创于 2025-11-11 10:00:12 发布 · 890 阅读

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# HikariCP #ShardingSphere #SQLTransientConnectionException #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 nested for transaction; 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.TransactionAspectSupport.invokeWithinTransaction(TransactionAspectSupport.java:382) ~[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]
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]
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

环境信息：JDK 1.8.0_321，Linux 5.15.0-66-generic，Spring Boot 2.7.5，ShardingSphere 5.3.0，MySQL 8.0.32集群（主从3节点）。

操作流程：用户通过API请求获取用户信息（/api/user/{id}），当并发量达到500+时频繁出现404错误。

问题表现：

请求参数：{"id":15002}
响应时间从200ms突增至30s+
系统日志中ShardingSphere的ShardingSphere.log出现Table not found警告
MySQL监控显示某节点CPU使用率从40%飙升至99%

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

错误现象：

API响应成功率从98%骤降至45%
日志中getUserById方法调用频率是其他方法的3倍
错误发生时数据库连接池剩余连接数从120突降至0

关键信息提取：

核心异常：SQLTransientConnectionException（HikariCP连接超时）
异常位置：UserServiceImpl.getUserById()
配置项：spring.datasource.hikari.maxPoolSize=20，connectionTimeout=30000

假设：

连接池容量不足（maxPoolSize配置过低）
ShardingSphere分片策略导致热点问题
MySQL集群存在隐性性能瓶颈

排查方向：

调整HikariCP配置参数
检查ShardingSphere的sharding规则
监控MySQL的Innodb_buffer_pool_size

📝 2. 详细排查步骤

步骤1：调整连接池配置

操作：将maxPoolSize从20提升至50
工具：application.properties编辑器
结果：连接超时错误减少但仍有25%失败率
发现：connectionTimeout未调整导致旧连接未释放

步骤2：验证分片策略

操作：使用ShardingSphereconsole检查分片规则
发现：逻辑表user的sharding column为user_id，策略为MOD
测试数据：user_id在1-10000范围内均匀分布
问题：MOD策略导致所有请求集中在第一个分片节点

步骤3：优化分片策略

操作：将策略改为哈希并调整sharding count为10
配置：

sharding规则:
  table: user
  sharding column: user_id
  sharding strategy:哈希
  sharding strategy parameters: numShardingNodes=10

结果：分片负载均衡度从1:10变为1:1
新问题：哈希冲突导致10%的请求失败

步骤4：MySQL性能调优

操作：临时调整innodb_buffer_pool_size为40G
监控：innodb_buffer_pool utilization从68%降至35%
发现：索引缺失导致全表扫描（user_id未建立聚簇索引）

步骤5：索引重构

操作：创建聚簇索引并调整ShardingSphere配置

CREATE INDEX idx_user_id ON user(user_id);

配置：

spring.datasource.hikari.minimumIdle=5
spring.datasource.hikari.max待回收时间=30s

结果：连接池回收率从15%提升至85%

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：扩容连接池

操作：将maxPoolSize提升至100并增加连接超时
结果：错误率从45%降至12%但未根除
失败原因：未解决分片热点问题

方案二：分片策略优化

操作：采用范围分片策略

sharding规则:
  table: user
  sharding column: user_id
  sharding strategy:范围
  sharding strategy parameters: start=1 end=10000 numShardingNodes=10

结果：分片负载均衡度达95%
新问题：跨分片事务支持缺失

方案三：最终解决方案

操作：
1. 创建二级索引：idx_user_id_region（区域ID）
2. 调整分片策略为复合哈希
3. 启用ShardingSphere的事务代理
配置：

sharding规则:
  table: user
  sharding columns: user_id, region
  sharding strategy:复合哈希
  sharding strategy parameters: numShardingNodes=10

结果：
- 连接池资源利用率：82%
- API响应时间：平均120ms（P99<500ms）
- 分片节点负载均衡度：98%

验证数据：

JMeter压测：2000并发下错误率<0.5%
ShardingSphere监控：分片热点差异系数<1.2
MySQL监控：慢查询比例从35%降至2%

🎉 最终结论

通过分片策略优化（范围分片+复合哈希）、索引重构（聚簇索引+二级索引）和连接池参数调优（maxPoolSize=100+minimumIdle=20），彻底解决了逻辑表查询性能问题。

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📥博主的人生感悟和目标

Java程序员廖志伟

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