银行业务调度系统

看下面的面试题：银行业务调度系统。

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。

1.通过现实对银行系统的分析

银行有三种对应类型的客户：VIP客户，普通客户，快速客户 。各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务 。每个客户去银行办理业务都要进行取号。取号后并不能马上去办理业务，而是要等待服务窗口叫号。服务窗口会根据号码顺序依次叫号，所以先来的客户会先办理业务。

深入分析一下，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，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，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。

三个核心类关系见下图。

2.对银行业务调度系统的总设计

通过上面对系统的分析，可以得到有三个核心类：号码管理器NumberManager、号码机器NumberMachine、服务窗口ServiceWindow。

除了这三个核心类，还需要一个枚举类，用于表示三种客户类型，一个常量类，和一个程序入口类。

3.对银行业务调度系统进行分别设计

3.1 NumberManager

NumberManager代表号码管理器，每个客户来银行办理业务都要取号，所以我们可以用产生号码的方式表示来办理业务的客户。而客户办理业务需要排队等候，所以系统需要一个容器存储号码表示等候服务的客户，并且要用List容器，因为实际中是先来先服务，即先进先出。面向对象有一个原则：谁保存数据，谁就提供操作数据的方法。所以要有对号码操作的方法，一个是产生号码，另一个是取号码，这个方法被窗口调用，表示为某个客户服务。因为这两个方法都是操作同一个集合，所以这两个方法要进行同步。

综上所述，NumberManager类：

属性：int lastNumber，List<Integer> queueNumber

方法：产生号码——generateNumber()，取号——fetchNumber()。

/* * 号码管理器。 * 用于产生号码——表示实际中需要服务的客户；取号——表示为某客户服务。 *  * */class NumberManager {//一个号码表示一个客户，从1开始private int lastNumber = 1;//存储号码的容器，表示等待服务的客户队列。private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();//该方法用于产生号码，表示实际中有客户需要服务//因为产生号码和取号都对同一容器进行操作，所以要同步public synchronized Integer generateNumber(){queueNumber.add(lastNumber);return lastNumber++;}//该方法用于窗口取号，表示为某客户进行服务//因为如果队列为空，返回值为非整形，而是null，所以返回值类型是Integerpublic synchronized Integer fetchNumber(){Integer num = null;if(queueNumber.size() > 0)num = queueNumber.remove(0);return num;}}

3.2 NumberMachine

NumberMachine代表号码机器，主要对三种不同类型的号码管理器进行管理。因为有三种类型的客户，所以要有三种号码管理器。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。而号码机器只要有一个，所以用单例类。

综上所述，NumberMachine类：

属性：NumberManager commonManager，NumberManager expressManager，NumberManager VIPManager，instance

方法：getCommonManager()，getExpressManager()，getVIPManager()，getInstance()。

/* * 号码机器类。 * 用于管理号码管理器的类。 * */class NumberMachine {//普通客户管理器private NumberManager commonManager = new NumberManager();//快速客户管理器private NumberManager expressManager = new NumberManager();//VIP客户管理器private NumberManager VIPManager = new NumberManager();//getterpublic NumberManager getCommonManager() {return commonManager;}public NumberManager getExpressManager() {return expressManager;}public NumberManager getVIPManager() {return VIPManager;}//单例类private static NumberMachine instance = new NumberMachine();//构造器私有private NumberMachine(){}public static NumberMachine getInstance(){return instance;}}

3.3 CustomerType

CustomerType是一个枚举类，表示三种类型的客户。

public enum CustomerType {//三种类型客户COMMON,EXPRESS,VIP;public String toString(){switch(this){case COMMON:return "普通";case EXPRESS:return "快速";case VIP:return "VIP";}return null;}}

3.4 常量类

用于系统的常量。

public class Contants {//服务的最长时间是10秒public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000; //服务的最长时间是1秒public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000; //1秒钟产生一个普通客户public static int COMMON_CUSTOMER_TIME = 1; }

3.5 ServiceWindow

ServiceWindow表示现实中的服务窗口。不同的窗口为不同类型的客户进行服务，所以需要有一个保存窗口类型的属性及设置该类型的方法。每个窗口还应该有对应的窗口号，所以要有一个窗口号的属性及设置号码的方法。每个窗口为客户服务，所以要开启一个线程不停的服务，这个线程封装到一个方法中。

综上所述，ServiceWindow类：

属性：int windowId，CustomerType type。

方法：setWindowId()，setType()，start()。

/* * 服务窗口类。 * 模拟显示中的服务窗口。 * 每个窗口有对应的类型，为不同类型的客户服务。 * 每个窗口还有其号码。 * */class ServiceWindow {//窗口类型，为对应类型的客户服务。默认是普通窗口private CustomerType type = CustomerType.COMMON;//窗口号码。默认值是1号private int windowId = 1;//setterpublic void setType(CustomerType type) {this.type = type;}public void setWindowId(int windowId) {this.windowId = windowId;}//开启线程，不停地为客户进行服务public void start(){Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {public void run() {while(true){//判断该窗口是什么类型的窗口，以便提供不同的服务switch(type){//普通窗口case COMMON:commonService();break;//快速窗口case EXPRESS:expressService();break;//VIP窗口case VIP:VIPService();break;}}}});}//内部方法，普通窗口的服务private void commonService() {//窗口名：窗口号+类型String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";System.out.println(windowName + "开始获取任务。");//取号，模拟现实中窗口叫号Integer cusNum = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fetchNumber();//如果队列中有客户，那么进行相应服务if(cusNum != null){System.out.println(windowName + "开始为第" + cusNum + "号普通客户进行服务。");//服务时间是随机值，介于最大值与最小值之间int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;//服务时间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" + cusNum + "号普通客户服务，总共耗时" + serviceTime/1000 + "秒");}//如果没有客户，那么休息一秒钟else{System.out.println(windowName + "没有取到普通客户，先休息一秒钟。");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}//内部方法，快速窗口的服务private void expressService() {//窗口名：窗口号+类型String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";System.out.println(windowName + "开始获取任务。");//取号，模拟现实中窗口叫号Integer cusNum = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchNumber();//如果队列中有客户，那么进行相应服务if(cusNum != null){System.out.println(windowName + "开始为第" + cusNum + "号快速客户进行服务。");//快速窗口服务时间最少int serviceTime = Constants.MIN_SERVICE_TIME;try {Thread.sleep(serviceTime);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(windowName + "完成为第" + cusNum + "号快速客户服务，总共耗时" + serviceTime/1000 + "秒");}//如果没有客户，那么为普通客户服务else{System.out.println(windowName + "没有取到快速客户。");commonService();}}//内部方法，VIP窗口的服务private void VIPService() {//窗口名：窗口号+类型String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";System.out.println(windowName + "开始获取任务。");//取号，模拟现实中窗口叫号Integer cusNum = NumberMachine.getInstance().getVIPManager().fetchNumber();//如果队列中有客户，那么进行相应服务if(cusNum != null){System.out.println(windowName + "开始为第" + cusNum + "号VIP客户进行服务。");//服务时间是随机值，介于最大值与最小值之间int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;//服务时间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" + cusNum + "号VIP客户服务，总共耗时" + serviceTime/1000 + "秒");}//如果没有客户，那么休息一秒钟else{System.out.println(windowName + "没有取到VIP客户。");commonService();}}}

3.6 MainClass

程序入口

public class MainClass {public static void main(String[] args) {//产生4个普通窗口for(int i = 1; i < 5; i++){ServiceWindow commonWindow = new ServiceWindow();//为每个窗口设置窗口号。因为窗口默认类型是普通窗口，所以无须再设置。commonWindow.setWindowId(i);commonWindow.start();}//产生1个快速窗口ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();//为该窗口设置类型。因为窗口号默认是1并且只有一个快速窗口，所以无须再设置。expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);expressWindow.start();//产生1个快速窗口ServiceWindow VIPWindow = new ServiceWindow();//为该窗口设置类型。因为窗口号默认是1并且只有一个快速窗口，所以无须再设置。VIPWindow.setType(CustomerType.VIP);VIPWindow.start();//开启线程，不停地产生普通客户Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {public void run() {Integer cusNum = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNumber();System.out.println("第" + cusNum + "号普通客户正在等待服务！");}}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_TIME, TimeUnit.SECONDS);//开启线程，不停地产生快速客户Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {public void run() {Integer cusNum = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().generateNumber();System.out.println("第" + cusNum + "号快速客户正在等待服务！");}}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_TIME*2, TimeUnit.SECONDS);//开启线程，不停地产生VIP客户Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {public void run() {Integer cusNum = NumberMachine.getInstance().getVIPManager().generateNumber();System.out.println("第" + cusNum + "号VIP客户正在等待服务！");}}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_TIME*6, TimeUnit.SECONDS);}}