黑马程序员-张孝祥-7k月薪面试题破解之二_银行业务调度系统学习笔记

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拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：

          1、银行内有6个业务窗口，1 - 4号窗口为普通窗口，5号窗口为快速窗口，6号窗口为VIP窗口。 

          2、有三种对应类型的客户：VIP客户，普通客户，快速客户（办理如交水电费、电话费之类业务的客户）。 

          3、异步随机生成各种类型的客户，生成各类型用户的概率比例为： 

                 VIP客户：普通客户：快速客户  =  1 ：6 ：3。

          4、客户办理业务所需时间有最大值和最小值，在该范围内随机设定每个VIP客户以及普通客户办理业务所需的时间， 快速客户办理业务所需时间 为最小值（提示：办理业务的过程可通过线程Sleep的方式模拟）。 

          5、各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。 

          6、当VIP（6号）窗口和快速业务（5号）窗口没有客户等待办理业务的时候，这两个窗口可以处理普通客户的业务， 而一旦有对应的客户等待办理业务的时候，则优先处理对应客户的业务。 

         7、随机生成客户时间间隔以及业务办理时间最大值和最小值自定，可以设置。 

         8、不要求实现GUI，只考虑系统逻辑实现，可通过Log方式展现程序运行结果。

         需求分析：从上面的需求可以得知涉及到的对象有NumberMachine（叫号器），ServiceWindow（办公窗口），同时需要管理号码的增加和减少的类NumberManager，由于办公窗口的不同，建立枚举类CustomerType（窗口类）。NumberMachine（叫号器）实现给客户一个号，进行排队办公。并可以产生普通号，快速号和vip号。

分析一下类的设计

        对于业务窗口类，我可以认为是3种不同的银行员工(Employee)，三种不同的银行员工都能够完成以下两件事情，从队列获取客户（GetCustomer），办理业务（DoBusiness）。

对于客户（Customer），三种不同客户暂时不对其特征进行任何抽象，仅认为所有的客户都有一个需要办理的业务时间(BusinessTime)而已，当然我们要利用CustomerFactory生产他们，并把他们放入到三个不同的队列中去。

最后，我们创建Bank类用于保存三个客户队列，为了简单起见，我们创建三个全局静态队列。

现在业务逻辑就比较清晰了

Bank银行仅负责对三个客户队列进行维护

Customer仅仅是数据而已，保存在三个队列中

CustomerFactory是一个单独的工厂，用于随机生产不同的客户并把其加入到不同的队列中，这需要一个单独的线程。

Employee是业务窗口，仅负责不停地查询三个队列，获取客户，然后针对客户办理业务，每个Employee实例都需要一个单独的线程。

具体代码如下：

1、叫号器NumberMachine 类的实现代码：

public class NumberMachine {

private NumberMachine(){}
private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
public static NumberMachine getInstance(){
return instance;
}

private NumberManager commonManager = new NumberManager();
private NumberManager expressManager = new NumberManager();
private NumberManager vipManager = new NumberManager();
public NumberManager getCommonManager() {
return commonManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}

}

2、办公窗口ServiceWindow类的实现，代码如下：

ServiceWindow（办公窗口）实现线程的启动start（），以及普通办公commonService()、快速办公expressService()和会员办公
vipService()。由于快速窗口和vip窗口也办理普通客户，所以两者会调用普通办公方法。

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.logging.Logger;
/**
* 没有把VIP窗口和快速窗口做成子类，是因为实际业务中的普通窗口可以随时被设置为VIP窗口和快速窗口。
* */
public class ServiceWindow {
private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
private int number = 1;
public CustomerType getType() {
return type;
}
public void setType(CustomerType type) {
this.type = type;
}

public void setNumber(int number){
this.number = number;
}

public void start(){
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(
new Runnable(){
public void run(){
//下面这种写法的运行效率低，最好是把while放在case下面
while(true){
switch(type){
case COMMON:
commonService();
break;
case EXPRESS:
expressService();
break;
case VIP:
vipService();
break;
}
}
}
}
);
}

private void commonService(){
String windowName = "第" + number + "号" + type + "窗口";
System.out.println(windowName + "开始获取普通任务!");
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fetchNumber();
if(serviceNumber != null ){
System.out.println(windowName + "开始为第" + serviceNumber + "号普通客户服务");
int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;
int serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom)+1 + Constants.MIN_SERVICE_TIME;

try {
Thread.sleep(serviceTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(windowName + "完成为第" + serviceNumber + "号普通客户服务，总共耗时" + serviceTime/1000 + "秒");
}else{
System.out.println(windowName + "没有取到普通任务，正在空闲一秒");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

private void expressService(){
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchNumber();
String windowName = "第" + number + "号" + type + "窗口";
System.out.println(windowName + "开始获取快速任务!");
if(serviceNumber !=null){
System.out.println(windowName + "开始为第" + serviceNumber + "号快速客户服务");
int serviceTime = Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
Thread.sleep(serviceTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(windowName + "完成为第" + serviceNumber + "号快速客户服务，总共耗时" + serviceTime/1000 + "秒");
}else{
System.out.println(windowName + "没有取到快速任务！");
commonService();
}
}

private void vipService(){
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchNumber();
String windowName = "第" + number + "号" + type + "窗口";
System.out.println(windowName + "开始获取VIP任务!");
if(serviceNumber !=null){
System.out.println(windowName + "开始为第" + serviceNumber + "号VIP客户服务");
int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;
int serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom)+1 + Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
Thread.sleep(serviceTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(windowName + "完成为第" + serviceNumber + "号VIP客户服务，总共耗时" + serviceTime/1000 + "秒");
}else{
System.out.println(windowName + "没有取到VIP任务！");
commonService();
}
}
}

3、CustomerType（窗口类）有普通类型、快速类型以及vip类型。代码实现：

public enum CustomerType {
COMMON,EXPRESS,VIP;
public String toString(){
String name = null;
switch(this){
case COMMON:
name = "普通";
break;
case EXPRESS:
name = "快速";
break;
case VIP:
name = name();
break;
}
return name;
}
}

4、管理号码的类，类NumberManager中一对列队对象queueNumbers实现操作号码变化。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class NumberManager {
private int lastNumber = 0;
private List queueNumbers = new ArrayList();

public synchronized Integer generateNewNumber(){
queueNumbers.add(++lastNumber);
return lastNumber;
}

public synchronized Integer fetchNumber(){
if(queueNumbers.size()>0){
return (Integer)queueNumbers.remove(0);
}else{
return null;
}
}
}

5、根据实际情况需要类Constants。

public class Constants {
public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000; //10秒！
public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000; //1秒！

/*每个普通窗口服务一个客户的平均时间为5秒，一共有4个这样的窗口，也就是说银行的所有普通窗口合起来
平均1.25秒内可以服务完一个普通客户，再加上快速窗口和VIP窗口也可以服务普通客户，所以，
1秒钟产生一个普通客户比较合理，*/
public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1;
}

6、编写实现类MainClass，查看模拟结果。

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.logging.Logger;
public class MainClass {

private static Logger logger = Logger.getLogger("cn.itcast.bankqueue");

public static void main(String[] args) {
//产生4个普通窗口
for(int i=1;i<5;i++){
ServiceWindow window =  new ServiceWindow();
window.setNumber(i);
window.start();
}

//产生1个快速窗口
ServiceWindow expressWindow =  new ServiceWindow();
expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
expressWindow.start();

//产生1个VIP窗口
ServiceWindow vipWindow =  new ServiceWindow();
vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
vipWindow.start();

//普通客户拿号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewNumber();
/**
* 采用logger方式，无法看到直观的运行效果，因为logger.log方法内部并不是直接把内容打印出出来，
* 而是交给内部的一个线程去处理，所以，打印出来的结果在时间顺序上看起来很混乱。
*/
//logger.info("第" + serviceNumber + "号普通客户正在等待服务！");
System.out.println("第" + serviceNumber + "号普通客户正在等待服务！");
}
},
0,
Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME,
TimeUnit.SECONDS);

//快速客户拿号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().generateNewNumber();
System.out.println("第" + serviceNumber + "号快速客户正在等待服务！");
}
},
0,
Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 2,
TimeUnit.SECONDS);

//VIP客户拿号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().generateNewNumber();
System.out.println("第" + serviceNumber + "号VIP客户正在等待服务！");
}
},
0,
Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 6,
TimeUnit.SECONDS);
}
}

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