银行业务调度系统

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今天学习了张孝祥老师的7K面试题之一的银行业务调度系统，收获颇丰，首先是对基础知识的一种整合，其次是对面向对象的编程方式的理解，最后是在实际的项目开发中，究竟是个什么样的流程，也稍有了解。

需求：

Ø 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。

 

Ø 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）。

 

Ø 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。

 

Ø 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）。

 

Ø 各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。 

 

Ø 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。

 

Ø 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。

 

Ø 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。

设计与分析：

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，进入银行需要叫号，在这里，每个号码就代表了一个客户，所以我们需要创建一个对象，让他不断的产生号码，这就相当于来银行办理的客户。

                其次，三类客户都是独立的，所以需要有三个号码管理器对象，而这三个号码管理器对象都由一个号码管理器管理，所以这个管理器需要用到单例设计模式的思想。

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。

图示分析：



具体实现：

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，要进行同步。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 号码管理器
* @author Shawn·Zhang
*/
public class NumberManager {
private int lastNumber = 1;
private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();

public synchronized Integer generateNewManager() {//产生客户序号
queueNumber.add(lastNumber);
return lastNumber++;
}

public synchronized Integer fetchServiceNumber(){//窗口取服务号（客户序号）
Integer number = null;
if(queueNumber.size()>0){
number = queueNumber.remove(0);
}
return number;
}
}

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。

/**
* 号码管理器
* @author Shawn·Zhang
*/
public class NumberMachine {
private NumberManager commonManager = new NumberManager();//普通客户号码管理器
private NumberManager expressManager = new NumberManager();//快速客户号码管理器
private NumberManager vipManager = new NumberManager();//VIP客户号码管理器

public NumberManager getCommonManager() {//提供获取方法
return commonManager;
}

public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
}

public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}

//管理器只能有一个，所以用到单例设计模式思想
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。

/**
* 三种客户种类枚举
* @author Shawn·Zhang
*/
public enum CustomerType {
COMMON,EXPRESS,VIP;
public String toString() {
switch (this) {
case COMMON:
return "普通";
case EXPRESS:
return "快速";
case VIP:
return name();
}
return null;
};
}

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。

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* 服务窗口
* @author Shawn·Zhang
*/
public class ServiceWindow {
private CustomerType type = CustomerType.COMMON;// 默认客户为普通客户
private int windowId = 1;

public void setType(CustomerType type) {// 提供修改客户类型方法
this.type = type;
}

public void setWindowId(int windowId) {// 提供修改窗口号方法
this.windowId = windowId;
}

public void start() {
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {// 线程调用方式

@Override
public void run() {
while (true) {
switch (type) {
case COMMON:
commonService();
break;
case EXPRESS:
expressService();
break;
case VIP:
vipService();
break;

}
}
}

});

}

// 普通客户服务
private void commonService() {
String windowName = "第" + windowId + "号" + "type" + "窗口";
Integer number = NumberMachine.getInstance().getCommonManager()
.fetchServiceNumber();//获取普通客户服务号
System.out.println(windowName + "正在获取任务");
if (number != null) {//有任务，执行
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个普通客户服务");
long beginTime = System.currentTimeMillis();
long serveTime = new Random().nextInt(Constants.MAX_SERVICE_TIME
- Constants.MIN_SERVICE_TIME)
+ Constants.MIN_SERVICE_TIME + 1;//随机服务时间，从1000——10000
try {
Thread.sleep(serveTime);//线程休眠（服务中）
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个普通客户完成服务，耗时："
+ ((endTime - beginTime) / 1000) + "秒");
} else {//没任务，休眠1秒
System.out.println(windowName + "没有取到任务，先休息一秒钟");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

// 快速客户服务
private void expressService() {
String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
Integer number = NumberMachine.getInstance().getExpressManager()
.fetchServiceNumber();//获取快速客户服务号
System.out.println(windowName + "正在获取任务");
if (number != null) {
long beginTime = System.currentTimeMillis();
try {
Thread.sleep(Constants.MIN_SERVICE_TIME);//服务时间确定，为最小值
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + type
+ "客户完成服务，耗时：" + ((endTime - beginTime) / 1000) + "秒");
} else {
System.out.println(windowName + "没有取到任务");
commonService();//没取到任务，开始处理普通客户
}
}

// VIP客户服务
private void vipService() {
String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
Integer number = NumberMachine.getInstance().getVipManager()
.fetchServiceNumber();//获取VIP客户服务号
System.out.println(windowName + "正在获取任务");
if (number != null) {
long beginTime = System.currentTimeMillis();
long serveTime = new Random().nextInt(Constants.MAX_SERVICE_TIME
- Constants.MIN_SERVICE_TIME)
+ Constants.MIN_SERVICE_TIME + 1;//服务时间随机
try {
Thread.sleep(serveTime);//服务中
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + type
+ "客户完成服务，耗时：" + ((endTime - beginTime) / 1000) + "秒");
} else {
System.out.println(windowName + "没有取到任务");
commonService();//没取到任务，开始处理普通客户
}
}
}

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

/**
* 常量
* @author Shawn·Zhang
*/
public class Constants {
public static final int MAX_SERVICE_TIME = 10000;//服务时间最大值，使用时以毫秒为单位，
public static final int MIN_SERVICE_TIME = 1000;//服务时间最小值
public static final int COMMON_CUSTOMER_INTERCAL_TIME = 1;//隔一秒来一个人，在main中需要用到的常量

}

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。

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 程序入口
* @author Shawn·Zhang
*
*/
public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i < 5; i++) {//4个普通窗口
ServiceWindow CommonWindow = new ServiceWindow();
CommonWindow.setWindowId(i);
CommonWindow.start();
}

ServiceWindow vipWindow = new ServiceWindow();//一个VIP窗口
vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
vipWindow.start();

ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();//一个快速窗口
expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
expressWindow.start();

Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//创建普通客户线程

@Override
public void run() {
synchronized (this) {
Integer number = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewManager();
System.out.println(number+"号普通客户等待服务！");
}

}
}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERCAL_TIME, TimeUnit.SECONDS);

Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//创建VIP客户线程

@Override
public void run() {
Integer number = NumberMachine.getInstance().getVipManager().generateNewManager();
System.out.println(number+"号Vip客户等待服务！");
}
}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERCAL_TIME*6, TimeUnit.SECONDS);

Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//创建快速客户线程

@Override
public void run() {
Integer number = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().generateNewManager();
System.out.println(number+"号快速客户等待服务！");
}
}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERCAL_TIME*3, TimeUnit.SECONDS);
}
}