黑马程序员 面试题项目--银行业务调度系统

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银行业务调度系统的项目需求

模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：

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。 

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）。 

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。

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）。

各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。  

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。

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。 

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。

面向对象的分析与设计

有三种对应类型的客户：VIP客户，普通客户，快速客户
，异步随机生成各种类型的客户，各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务 。

首先，经常在银行办理业务的人更有利于理解本系统，例如，我经常陪老婆跑银行，对银行的这个业务算是比较熟悉了，我知道每一个客户其实就是由银行的一个取号机器产生号码的方式来表示的。所以，我想到要有一个号码管理器对象，让这个对象不断地产生号码，就等于随机生成了客户。

由于有三类客户，每类客户的号码编排都是完全独立的，所以，我想到本系统一共要产生三个号码管理器对象，各自管理一类用户的排队号码。这三个号码管理器对象统一由一个号码机器进行管理，这个号码机器在整个系统中始终只能有一个，所以，它要被设计成单例。

各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务 ，准确地说，应该是窗口依次叫号。
各个窗口怎么知道该叫哪一个号了呢？它一定是问的相应的号码管理器，即服务窗口每次找号码管理器获取当前要被服务的号码。

如果我不是多次亲身经历银行的这种业务，再加之积累了大量面向对象的应用开发经验，我也不知道能否轻松进行这种设计，能否发掘出其中隐含的对象信息，我真说不出具体的经验是什么，就是日积月累出来的一种感觉。难道这就是传说中的：“只可意会，不可言传？”

类图



NumberManager类
定义一个用于存储上一个客户号码的成员变量和用于存储所有等待服务的客户号码的队列集合。

定义一个产生新号码的方法和获取马上要为之服务的号码的方法，这两个方法被不同的线程操作了相同的数据，所以，要进行步。

package cn.itcast.bankqueue;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
* 定义号码管理器
* @author Administrator
*
*/
public class NumberManager {
/**
* 定义上一个客户的号码
*/
private int lastNumber = 1;
/**
* 定义集合，存储用户已取到，但还没有进行服务的号码
*/
private List<Integer> queueNumbers = new ArrayList<Integer>();
/**
* 定于用户取号的方法，添加到集合中
* @return 新的用户号码
*/
public synchronized Integer generateNewNumber(){//由于不同的线程访问相同的数据，所以加同步
queueNumbers.add(++lastNumber);
return lastNumber;
}
/**
* 定义窗口取号时方法，如有客户等待，则移除第一个客户号码
* @return
*/
public synchronized Integer fetchNumber(){
if(queueNumbers.size()>0){
return (Integer)queueNumbers.remove(0);
}else{
return null;
}
}
}

NumberMachine类
定义三个成员变量分别指向三个NumberManager对象，分别表示普通、快速和VIP客户的号码管理器，定义三个对应的方法来返回这三个NumberManager对象。

将NumberMachine类设计成单例。

package cn.itcast.bankqueue;

/**
* 号码机，用于管理三个号码管理器的对象
* 号码机是唯一的，用单例模式
* @author Administrator
*
*/
public class NumberMachine {

//定义三个号码管理器，分别表示三种客户服务群体
private NumberManager commonManager = new NumberManager();
private NumberManager expressManager = new NumberManager();
private NumberManager vipManager = new NumberManager();

//获取客户的号码管理器
public NumberManager getCommonManager() {
return commonManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}
//单例模式
private NumberMachine(){}
private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
public static NumberMachine getInstance(){
return instance;
}
}

CustomerType枚举类
系统中有三种类型的客户，所以用定义一个枚举类，其中定义三个成员分别表示三种类型的客户。

重写toString方法，返回类型的中文名称。这是在后面编码时重构出来的，刚开始不用考虑。
package cn.itcast.bankqueue;
/**
* 定义客户类枚举，表示普通、快速、vip三种客户类型
* @author Administrator
*
*/
public enum CustomerType {
COMMON,EXPRESS,VIP;
/**
* 覆盖toString方法，以便中文显示
*/
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;
}
}


ServiceWindow类
定义一个start方法，内部启动一个线程，根据服务窗口的类别分别循环调用三个不同的方法。

定义三个方法分别对三种客户进行服务，为了观察运行效果，应详细打印出其中的细节信息。

package cn.itcast.bankqueue;

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 static Logger logger = Logger.getLogger("cn.itcast.bankqueue");
/**
* 定义客户类型变量
* 默认为普通客户
*/
private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
/**
* 定义窗口服务号
* 默认号码为1
*/
private int number = 1;
/**
* 设置用户类型
* @param type
*/
public void setType(CustomerType type) {
this.type = type;
}
/**
* 获取用户类型
* @return
*/
public CustomerType getType() {
return type;
}
/**
* 设置窗口服务号
* @param number
*/
public void setNumber(int number){
this.number = number;
}
/**
* 启动窗口进行服务，窗口其实是一条单独的线程
*/
public void start(){
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(
new Runnable(){
public void run(){
while(true){
switch(type){
case COMMON:
commonService();
break;
case EXPRESS:
expressService();
break;
case VIP:
vipService();
break;
}
}
}
}
);
}
/**
* 定义为普通客户服务的方法
*/
private void commonService(){
//窗口名称
String windowName = "第" + number + "号" + type + "窗口";
System.out.println(windowName + "开始获取普通任务!");
//获取普通客户服务号码
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fetchNumber();
//如有普通客户等待则进行服务
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 {
//模拟窗口服务所需时间
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{
//模拟空闲时休息
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();
}
}
}
/**
* 定义为快速客户服务的方法
*/
private void expressService(){
//获取快速客户服务号码
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchNumber();
//窗口名称
String windowName = "第" + number + "号" + type + "窗口";
System.out.println(windowName + "开始获取快速任务!");
//如有快速客户等待，则开始服务
if(serviceNumber !=null){
System.out.println(windowName + "开始为第" + serviceNumber + "号快速客户服务");
//快速客户办理业务所需时间的最小值
int serviceTime = Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
//模拟服务消耗时间
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{
//如果没有快速服务客户等待，则为普通客户服务
System.out.println(windowName + "没有取到快速任务！");
commonService();
}
}
/**
* 定义为VIP客户服务的方法
*/
private void vipService(){
//获取VIP客户服务号码
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchNumber();
//窗口名称
String windowName = "第" + number + "号" + type + "窗口";
System.out.println(windowName + "开始获取VIP任务!");
//如有VIP客户等待，则为客户服务
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 {
//模拟服务消耗时间
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{
//如果没有VIP客户等待，则为普通客户服务
System.out.println(windowName + "没有取到VIP任务！");
commonService();
}
}
}


MainClass类
用for循环创建出4个普通窗口，再创建出1个快速窗口和一个VIP窗口。

接着再创建三个定时器，分别定时去创建新的普通客户号码、新的快速客户号码、新的VIP客户号码。

package cn.itcast.bankqueue;

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) {
//创建4个普通窗口
for(int i=1;i<5;i++){
ServiceWindow window = new ServiceWindow();
window.setNumber(i);
window.start();
}

//创建1个快速窗口
ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();
expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
//启动服务
expressWindow.start();

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

//模拟普通客户拿号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
//产生普通客户服务号码
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewNumber();
System.out.println("第" + serviceNumber + "号普通客户正在等待服务！");
}
},
0,
Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME,
TimeUnit.SECONDS);

//模拟快速客户拿号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
//产生快速客户服务号码
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);

//模拟VIP客户拿号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
//产生VIP客户服务号码
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);
}

}

Constants类
定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

package cn.itcast.bankqueue;
/**
* 专门用于定义常量的类
* @author Administrator
*
*/
public class Constants {
//最大服务时间
public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000; //10秒！
//最小服务时间
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，*/
//普通客户取号的间隔时间
public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1;
}


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