黑马程序员之7k面试题之银行业务调度系统

学习概述：银行业务调度系统

学习目标：掌握该系统的机制原理，继续对面向对象有一个更加深化的认识，从这个简单的系统中学会举一反三

1.银行业务调度系统的项目需求

      【1】银行有6个业务窗口，1-4号为普通窗口，5号窗口为快速窗口，6号窗口为VIP窗口

      【2】有三种客户类型：VIP，快速客户，普通客户，

      【3】异步随机生成各种类型的客户，各种类型的客户的概率比率为：1:6:3

      【4】客户办理时间有最大值和最小值，在该范围内随机设定每个不同类型客户办理业务需要的时间，快速客户业务时间最少

      【5】各类型客户在其对应的窗口按次序依次办理业务

      【6】当VIP和快速窗口没有客户时，这两个窗口可以处理普通客户的业务

      【7】不要求实现GUI，可通过Log方式展现程序运行结果

       个人见解：项目需求是项目的总纲，从项目需求中我们能提炼出什么信息来是非常关键的一个步骤，对于系统开发有着决定性的作用，我们看到项目中有这么几个关键字：客户（显然要抽象为一个类），业务窗口

1.面向对象的分析与设计

    【1】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 。

            <1>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。

               个人见解：这是整个系统最关键的一步，让号码代表客户，实际上我就没有想到这一点，我已开始也是想的设计一个Customer枚举类代表客户，枚举类包含一些方法，结果程序越写越臃肿。

             <2>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。

              个人见解：我没有想到使用单例模式，想到了设计客户产生类。

     【2】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。

          个人见解：这一步比较容易想到，可以设计一个List，每次从List当中取出顶部元素。

2.项目结构图

  

 【1】NumberManager类

         <1>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。

         <2>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。

        代码如下：

           

package cn.itcast.bankqueue;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class NumberManager {private int lastNumber = 0;private List queueNumbers = new ArrayList();//非常重要的一点，要实现同步机制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;}}}

【2】NumberMachine类

   <1> 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。

   <2>将NumberMachine类设计成单例。

  代码如下：

      

package cn.itcast.bankqueue;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;}}

【3】CustomerType枚举类

      <1>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。

     <2>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。

代码如下：

  

package cn.itcast.bankqueue;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;}}

 新知识点：注意switch的用法，以前有个误区，以为switch之后只能是int，char，byte类型，其实不然也可以枚举

【3】 ServiceWindow类

  <1>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。 

  <2>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。

 代码如下：

 

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");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();}}}

 个人见解：多线程无时无刻不在啊，在做任何项目时，多线程的思想一定在大脑中立刻浮现，看看程序中有没有用到多线程的地方

【4】MainClass类

  <1>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。

  <2>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。

  代码如下：

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) {//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);}}

学习总结：个人感觉这个项目比交通灯项目要更加复杂，涉及的面更广，如果没有相关经验，很难讲银行的排队号码与顾客联系起来，注重观察生活也是成为一名优秀软件开发工程师的一个重要因素。