黑马程序员---银行业务调度系统

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模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：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。 该系统中，不变的是号码产生器。号码产生器中有三个号码控制器产生三种号码。只有一个机器，故为单例模式。对于窗口，有开始服务程序。Jdk1.6版本中，应用线程池。

先分析程序中的类
（1）也是先得到枚举类，它一般都是在很多类中都用得上，客户的类型肯定数一个枚举类
（2）号码的产生和使用，肯定是一个生产者消费者模式的双线程。号码的产生设计在取号机类中，这个类一被创建就过一段时间取一个号，这个号码的类型应该是按照VIP客户 ：普通客户 ：快速客户 = 1 ：6 ：3的比例来设计。我们设计一个随机数生成器，取1-10，根据产生的随机数来确定类型，每种类型所对应的数字个数的比例刚好是1：6：3。
（3）相应与（2）号码的“消费”也应该在一个类中，这个类是窗口类，窗口应该有个枚举的成员变量在构造方法时传入确定窗口类型。窗口最好设计为一个超类，让三种窗口都季承于它，但是这里VIP和快速窗口也处理普通客户业务，它们要用到其它类的方法，为了方便把它们写成一个类。类里面应该有三个方法，每个方法是每种类型窗口的服务实现。
（4）号码应该存在一个容器中，这个容器所属的类应该单独定义，以便好控制并发访问时候锁的处理，把这个类设计成号码管理类，不管是取号机还是窗口，操作号码都要通过它。所以在取号机和窗口类中都要有，号码管理器的一个实例，为了确保锁的安全，这个实例最好还应该设计成单例。
（5）最后是主类，在主类中让生产消费线程都启动起来，创建调用摇号机实例调用方法，创建窗口实例调用方法即可。
（6）为了让其它类不能创建取号机和窗口实例，调用里面的方法，所以把主类设计成单例，其它类构造要传入主类对象，这样只能在主类中构造其它类，并调用其它类的方法。

代码如下: 

package com.interview.bank;/** * 服务类型的枚举类，有三种普通、快速和VIP。 其中每个元素都重写了其toString方法。 * */public enum CustomerType {/** * 普通类型 * */COMMEN {public String toString() {return "普通";}},/** * 快速类型 * */EXPRESS {public String toString() {return "快速";}},/** * VIP类型 * */VIP {public String toString() {return name();}};}

取号机类

package com.interview.bank;import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 取号机器类，该类主要负责号码对象的产生和确定号码对象类型（客户类型）。 * */public class NumberMachine {private static Random r = new Random();private static int customerNum = 0;private NumberManager mm = null;private static int getCustomerNum() {return (++customerNum);}/** * 取号机的构造方法。由于要操作渠道的号，所以需要一个专门操作客户号码的号码管理器类对象。 * 并且在取号机一出来就开始工作，即创建一个调度线程模拟客户的产生和客户选择的服务类型。 * 这里有一个随机数生成器来模拟客户选择的服务类型。0-2表示是快速类型客户，3表示是VIP类型客户，4-9表示是普通类型客户，比例类似于3：1：6。 * 客户的产生我没有用几个随机数来模拟，严格来说应该如此做的，为了调试方便让每隔1秒来一位客户。 * */public NumberMachine(NumberManager mm) {this.mm = mm;Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {int customerNum = getCustomerNum();int customerType = r.nextInt(10);switch (customerType)// 根据随机数来创建具体客户类型{case 0:case 1:case 2:System.out.println("********第" + customerNum+ "号客户取票，该客户为快速客户！********");NumberMachine.this.mm.addExpressCustomer(customerNum);break;case 3:System.out.println("$$$$$$$$第" + customerNum+ "号客户取票，该客户为VIP客户！$$$$$$$$");NumberMachine.this.mm.addVipCustomer(customerNum);break;default:System.out.println("--------第" + customerNum+ "号客户取票，该客户为普通客户！--------");NumberMachine.this.mm.addCommenCustomer(customerNum);break;}}}, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);}}

窗口类(这个类是业务代码最多的类)

package com.interview.bank;import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 窗口类，该类有窗口的服务类型，窗口的号码，并且有一个数据管理器。 * */public class ServiceWindow {private CustomerType type = CustomerType.COMMEN;private NumberManager mm = null;private int windowNum = 0;private static Random r = new Random();public ServiceWindow(CustomerType type, NumberManager mm, int windowNum) {this.type = type;this.mm = mm;this.windowNum = windowNum;}/** * 窗口的开始方法，窗口一开始会启动一个线程，该线程是个调度线程，每隔1秒工作一次，拿到窗口对应类型客户号码，从而确定服务类型，调用服务方法。 * 会根据窗口类型调用数据管理器的相应方法，得到对应容器中的客户号码。如果返回值为null说明该窗口空闲，并且非普通窗口可以转为普通客户服务。 * 即先那对应类型客户号码，根据号码是否为null确定服务类型，若需要将服务类型转为普通就调用changeForCommen， * 否则选择用其对应的，serverForCommen、serverForExpress和serverForVip中的一个。 * */public void start() {ScheduledExecutorService timer = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run()// “消费”掉号码的线程{Integer customerNum = null;System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "尝试获取" + type+ "客户");switch (ServiceWindow.this.type) {case COMMEN:customerNum = mm.removeCommenCustomer();serverForCommen(customerNum);break;case EXPRESS:customerNum = mm.removeExpressCustomer();if (customerNum == null) {customerNum = changeForCommen();serverForCommen(customerNum);} elseserverForExpress(customerNum);break;case VIP:customerNum = mm.removeVipCustomer();if (customerNum == null) {customerNum = changeForCommen();serverForCommen(customerNum);} elseserverForVip(customerNum);break;default:break;}}}, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);}/** * 转换服务类型方法，如果非普通窗口空闲（拿到对象应客户号码池中的号码为null），就调用该方法暂时转而为普通客户服务。 * */private Integer changeForCommen() {Integer customerNum = null;System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "获取" + type+ "客户失败,尝试获取普通用户");customerNum = mm.removeCommenCustomer();return customerNum;}/** * 为快速客户服务的方法。（本来准备和VIP服务方法合在一起，但因为服务时间不一样所以不得不写成两个方法） * 其中除了打印提示信息，该方法主体就是线程休眠，用该休眠时间替代服务过程的时间，所以该方法是个阻塞方法，快速类型客户的服务时间固定为1秒。 * */private void serverForExpress(Integer customerNum) {System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "正在为第" + customerNum+ "号*" + type + "*用户服务");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "完成为第" + customerNum+ "号*" + type + "*用户的服务耗时1秒****");}/** * 为VIP客户服务的方法。（本来准备和快速客户服务方法合在一起，但因为服务时间不一样所以不得不写成两个方法） * 其中除了打印提示信息，该方法主体就是线程休眠 * ，用该休眠时间替代服务过程的时间，所以该方法是个阻塞方法，VIP类型客户和普通客户一样，休眠时间是用随机数生成器产生的1-10秒之间。 * */private void serverForVip(Integer customerNum) {long serviceTime = (r.nextInt(10) + 1) * 1000;System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "正在为第" + customerNum+ "号$" + type + "$用户服务");try {Thread.sleep((r.nextInt(10) + 1) * 1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "完成为第" + customerNum+ "号$" + type + "$用户的服务耗时" + serviceTime / 1000 + "秒$$$$");}/** * 为普通客户服务的方法。先判断是否拿到普通客户号码，若没有线程休眠1秒，若有则为普通客户服务。 * 其中除了打印提示信息，该方法主体就是线程休眠，用该休眠时间替代服务过程的时间 * ，所以该方法是个阻塞方法，普通类型客户和VIP客户一样，休眠时间是用随机数生成器产生的1-10秒之间。 * */private void serverForCommen(Integer customerNum) {if (customerNum == null) {System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "获取普通用户失败,休息1秒");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}} else {long serviceTime = (r.nextInt(10) + 1) * 1000;System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "正在为第" + customerNum+ "号-普通-客户服务");try {Thread.sleep(serviceTime);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(type + "窗口" + windowNum + "完成为第" + customerNum+ "号" + "-普通-用户的服务耗时" + serviceTime / 1000 + "秒----");}}}

号码管理类

package com.interview.bank;import java.util.LinkedList;/** * 号码管理器类，统一管理客户号码的存贮和移除，由于有三种客户类型所以用三个不同的容器来装。 * 由于每个容器都涉及多线程的并发访问，所以要加同步。（这里加的同步需要说明一下，个人觉得比较合理的方式是将监视器放在并发访问资源上，即三个容器上。 * 但是这里为了代码简练就写成同步方法，即将锁的监视器绑定在调用方法的对象上（this）。而为了保证同步，该程序必须确保操作资源的对象是同一个，即单例。 * 但同时这样做相当加大了锁的粒度，从集合对象到整个NumberManager对象，也就是说不同类型的客户并发操作也是互斥的，这样降低了程序效率。 * 因为客户类型少并且同步方法简单而且快速和VIP客户窗口也经常进入到普通客户同步块中，所以不是很明显。而且最主要的是往集合中添加号码时，我采用的是统一编号， * 而不是每种客户类型单独编一组号 * ，所以添加号码的线程锁监视器确实是在NumberManager对象上，这样为了同步就必须用到锁的嵌套，外面是大锁NumberManager对象， * 里面为了让取出号码线程不冲突还要加一个集合对象，拿到两个锁才进行添加号码操作，这样既复杂也容易导致死锁，所以就采用这种稍微牺牲效率的做法。） * 容器用了JDK1.6才有的LinkedList的pollFirst方法，防止NoSuchElementException的发生。 * */public class NumberManager {private LinkedList<Integer> commonList = new LinkedList<Integer>();private LinkedList<Integer> expressList = new LinkedList<Integer>();private LinkedList<Integer> vipList = new LinkedList<Integer>();/** * 管理器的单例模式 * */private NumberManager() {}private static NumberManager mm = new NumberManager();public static NumberManager getInstance() {return mm;}/** * 往普通客户号码容器中添加元素。 * */public synchronized void addCommenCustomer(int customerNum) {commonList.add(customerNum);}/** * 往快速客户号码容器中添加元素。 * */public synchronized void addExpressCustomer(int customerNum) {expressList.add(customerNum);}/** * 往VIP客户号码容器中添加元素。 * */public synchronized void addVipCustomer(int customerNum) {vipList.add(customerNum);}/** * 从普通客户号码容器中取出元素，若没有返回null。 * */public synchronized Integer removeCommenCustomer() {return commonList.pollFirst();}/** * 从快速客户号码容器中取出元素，若没有返回null。 * */public synchronized Integer removeExpressCustomer() {return expressList.pollFirst();}/** * 从VIP客户号码容器中取出元素，若没有返回null。 * */public synchronized Integer removeVipCustomer() {return vipList.pollFirst();}}

主类-----银行控制系统类

package com.interview.bank;/** * 银行控制系统类，也是整个工程的主方法类。该类为了不让其它对象操作，把他设计成单例，且不对外提供单例的对象访问。 * */public class BankSystem{ private BankSystem(){} private static BankSystem bs = new BankSystem(); /**  * 工程的主方法，先获得数据管理器的单例对象（因为其它对象都要依赖于该对象来生成）。然后开辟6个服务窗口并且让它们开始工作，在开辟一个取号机（取号机一存在就会自动开始工作）。  * */ public static void main(String[] args)/ {  NumberManager mm = NumberManager.getInstance();  int windowNum = 1;  new ServiceWindow(CustomerType.COMMEN, mm,windowNum++).start();  new ServiceWindow(CustomerType.COMMEN, mm,windowNum++).start();  new ServiceWindow(CustomerType.COMMEN, mm,windowNum++).start();  new ServiceWindow(CustomerType.COMMEN, mm,windowNum++).start();  new ServiceWindow(CustomerType.EXPRESS, mm,windowNum++).start();  new ServiceWindow(CustomerType.VIP, mm,windowNum++).start();  new NumberMachine(mm); }}

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