如何在类方法中抛出指定异常并避免多线程场景下的重复调用问题

第一步：先定义所需自定义异常 #

首先实现三个业务异常类，用于不同场景下的错误抛出，示例（Java版本）：

// 预订正在进行时重复调用StartBooking抛出
public class BookingInProgressException extends RuntimeException {
    public BookingInProgressException() {
        super("Booking is already in progress");
    }
}

// 预订进行中其他线程调用GetBookingStatus抛出
public class ReadinProgressException extends RuntimeException {
    public ReadinProgressException() {
        super("Cannot read booking status from other thread while booking is in progress");
    }
}

// 未启动预订就调用GetBookingStatus抛出
public class NoStartBookingException extends RuntimeException {
    public NoStartBookingException() {
        super("Booking has not been started yet");
    }
}

第二步：核心Booking类实现 #

核心成员设计 #

• 内部定义BookingState枚举，管理全生命周期状态：NOT_STARTED（未启动）、IN_PROGRESS（进行中）、FINISHED（已结束）
• 用AtomicReference<BookingState>存储当前状态，保证多线程下状态修改的原子性和可见性，避免竞态条件
• 额外定义volatile long类型的bookingThreadId变量，存储正在执行预订流程的线程ID，用于GetBookingStatus的调用方校验

方法实现逻辑 #

StartBooking()逻辑

1. 调用原子引用的compareAndSet方法，尝试将状态从NOT_STARTED改为IN_PROGRESS
2. 若CAS操作失败，说明已有线程启动了预订流程，直接抛出BookingInProgressException
3. CAS操作成功后，将当前线程ID赋值给bookingThreadId
4. 执行实际的预订业务逻辑
5. 无论业务逻辑执行成功还是抛出异常，都在finally块中将状态改回FINISHED，并将bookingThreadId重置为-1

GetBookingStatus()逻辑

1. 先读取当前状态，如果状态为NOT_STARTED，直接抛出NoStartBookingException
2. 如果状态为IN_PROGRESS，对比当前调用线程ID和存储的bookingThreadId，两者不一致则抛出ReadinProgressException
3. 校验通过后返回当前的预订状态即可

Java实现示例 #

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class Booking {
    private enum BookingState {
        NOT_STARTED, IN_PROGRESS, FINISHED
    }

    private final AtomicReference<BookingState> state = new AtomicReference<>(BookingState.NOT_STARTED);
    private volatile long bookingThreadId = -1;

    public void StartBooking() {
        // 原子性修改状态，避免多线程竞态
        if (!state.compareAndSet(BookingState.NOT_STARTED, BookingState.IN_PROGRESS)) {
            throw new BookingInProgressException();
        }
        try {
            bookingThreadId = Thread.currentThread().getId();
            // 这里写实际的预订业务逻辑
            doBookingLogic();
        } finally {
            // 无论执行结果如何，最终都要重置状态
            state.set(BookingState.FINISHED);
            bookingThreadId = -1;
        }
    }

    public BookingState GetBookingStatus() {
        BookingState currentState = state.get();
        if (currentState == BookingState.NOT_STARTED) {
            throw new NoStartBookingException();
        }
        if (currentState == BookingState.IN_PROGRESS && Thread.currentThread().getId() != bookingThreadId) {
            throw new ReadinProgressException();
        }
        return currentState;
    }

    private void doBookingLogic() {
        // 模拟预订业务耗时
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
            throw new RuntimeException("Booking interrupted", e);
        }
    }
}

注意事项 #

• 如果预订逻辑包含异步操作，需要等待所有异步任务执行完成后再修改状态为FINISHED，避免提前释放状态导致的逻辑错误
• 用CAS无锁操作替代重量级锁，性能更高，也不会出现死锁问题
• 所有状态读写都通过原子引用操作，不要直接操作枚举变量，避免多线程下的内存可见性问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chsiom Nwike