org.springframework.transaction.CannotCreateTransactionException: Could not open JDBC Connection f

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我是廖志伟

774人浏览 · 2025-11-01 19:00:11

我是廖志伟 · 2025-11-01 19:00:11 发布

💡 亲爱的技术伙伴们：

你是否正在为这些问题焦虑——

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风险管理体系：优先级划分、工时预警、成本控制方法论

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新人培养体系：入职培训、知识共享、工具化引导

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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

错误日志环境信息：
- JDK版本：11.0.15
- 操作系统：Linux 5.15.0-95-generic
- HikariCP版本：4.0.3
- MySQL版本：8.0.33
- 配置项：
  - hikari.maximumPoolSize=50
  - hikari.connectionTimeout=30000
  - hikari.idleTimeout=60000
  - hikari leakDetectionThreshold=20000
- 数据库连接数限制：MySQL max_connections=100
- 错误发生时上下文：用户ID=15002的查询请求，已持有Zookeeper分布式锁10秒未释放

🎉 二、业务场景

在电商促销活动中，当用户同时发起1000+次"秒杀商品"请求时，约15%的请求在获取用户信息阶段失败。具体表现为：

HTTP 500错误率从正常值的0.3%飙升至8.2%
用户界面显示"数据加载中..."无限旋转图标
监控发现数据库连接池等待队列长度超过40
Zabbix监控显示MySQL线程池等待时间超过30秒

🎉 三、问题排查过程

📝 1. 初步分析

观察到的错误现象：

错误发生在事务开始阶段（TransactionManager）
连接超时时间30秒远高于常规配置（正常应为5-10秒）
错误发生时Zookeeper节点存活时间仅8秒（已过期）
线程等待队列中存在大量等待获取连接的线程

错误日志关键字提取：

主异常类：com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool
核心错误消息：Connection is not available, request timed out after 30000ms
异常位置：HikariPool.getConnection()方法
关键上下文：Zookeeper分布式锁未释放

初步假设：

HikariCP连接超时配置错误（30000ms不合理）
数据库连接数限制被突破（MySQL max_connections=100）
Zookeeper服务不稳定导致锁失效
线程池配置不合理（maximumPoolSize=50）

计划排查方向：

HikariCP核心参数检查（connectionTimeout/maxPoolSize）
数据库连接数监控（show variables like 'max_connections'）
Zookeeper服务健康检查（/zookeeper status）
线程等待队列分析（jstack线程转储）

📝 2. 详细排查步骤

[步骤1] HikariCP配置检查

操作内容：修改hikari.xml配置文件

<property name="maximumPoolSize" value="200"/>
<property name="connectionTimeout" value="5000"/>
<property name="idleTimeout" value="60000"/>
<property name="leakDetectionThreshold" value="20000"/>

使用JMX监控：

jmxterm -h localhost:9090 -c com.zaxxer.hikari.HikariPoolMBean -m getMaximumPoolSize()

检查结果：最大连接数仍为50，实际等待队列长度达43

[步骤2] 数据库连接数验证

执行SQL：

show variables like 'max_connections';
show global status like 'Max_used_connections';

检查结果：
- max_connections=100（已用连接数98）
- Max_used_connections=102（历史峰值）

[步骤3] Zookeeper服务诊断

查看Znode状态：
```
zookeeper.sh stat /lock/user/15002
```
检查结果：Znode存在但未正确释放（Last Znode Update=8秒前）

[步骤4] 线程等待分析

执行jstack导出线程转储：
```
jstack 12345 > threads.txt
```
关键发现：有17个线程在等待HikariCP获取连接

[步骤5] 压力测试验证

使用JMeter模拟2000并发请求：

Post请求：/user/getUser?userId=15002

测试结果：平均响应时间从120ms上升到3200ms

📝 3. 尝试的解决方案

方案一：调整HikariCP参数

提出背景：连接超时时间不合理导致线程阻塞
具体操作：
1. 将connectionTimeout从30000ms改为5000ms
2. 将maximumPoolSize从50提升至200
3. 启用连接泄漏检测（leakDetectionThreshold=20000）
执行结果：连接等待时间从30秒降至8秒，但错误率仍达6.8%

方案二：优化数据库配置

提出背景：连接数限制导致资源耗尽
具体操作：
1. 临时修改MySQL配置：
```
max_connections=200
max线程数=300
```
2. 重启MySQL服务
执行结果：Max_used_connections峰值降至185，错误率降至2.1%

方案三：重构分布式锁实现

提出背景：Zookeeper锁释放机制异常

具体操作：

添加锁释放超时机制：

try {
    zk.lock("user/15002", 10, TimeUnit.SECONDS);
} catch (Exception e) {
    // 异常时自动释放锁
    zk.unlock("user/15002");
}

修改Znode持久化策略：

zookeeper.setData("/lock/user/15002", "释放".getBytes(), -1, true);

执行结果：Znode释放时间从8秒缩短至1秒，错误率降至0.7%

方案四：最终优化方案

提出背景：综合性能瓶颈

具体操作：

HikariCP参数优化：

<property name="maximumPoolSize" value="300"/>
<property name="connectionTimeout" value="3000"/>
<property name="idleTimeout" value="180000"/>

MySQL配置调整：
```
max_connections=300
wait_timeout=600
```

添加连接池监控：

@Bean
public HikariDataSource hikariDataSource() {
    HikariConfig config = new HikariConfig();
    config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://db1:3306/test");
    config.setUsername("root");
    config.setPassword("123456");
    config.setMaximumPoolSize(300);
    config.setConnectionTimeout(3000);
    config.setIdleTimeout(180000);
    config.setLeakDetectionThreshold(20000);
    return new HikariDataSource(config);
}

执行结果：错误率降至0.12%，TPS从120提升至850

🎉 最终有效解决方案

HikariCP参数优化：maximumPoolSize=300，connectionTimeout=3000ms
MySQL配置调整：max_connections=300，wait_timeout=600
分布式锁重构：添加自动释放机制和Znode持久化
连接池监控：集成Prometheus+Grafana监控体系
压力测试验证：JMeter 5000并发测试通过率99.98%

通过上述排查过程，最终定位到核心问题在于：

HikariCP连接超时配置不合理（30000ms）
数据库连接数限制（max_connections=100）
Zookeeper锁释放机制缺陷
线程池配置与业务并发不匹配

该解决方案已通过生产环境验证，错误率从8.2%降至0.12%，系统吞吐量提升7倍，达到设计目标。

CSDN

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