黑马程序员-7k面试题-银行业务调度系统

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银行业务调度系统需求

模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：
第一，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。
第二，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。
第三，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）。
第四，各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。 
第五，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。
第六，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。
第七，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。
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面向对象分析
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，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，
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。
即总共有三个对象：号码管理器对象，主要用于生成号码和给服务窗口提供号码。
  号码机器，主要用于生成三种类型的用户
  服务窗口，主要用于处理各种用户的事物。
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银行系统各对象的设计

银行系统的类图

类图能使人更加明确整个框架，所以需要加上，由于自己不会使用画图工具，所以就引用了张老师已经画好的

1、号码管理器对象NumberManager类
分析：
第一，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。
第二，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，这两个方法操作被不同的线程操
作了相同的数据，所以，要进行同步。

代码

package cn.itcast.bankqueue;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class NumberManager {private int lastNumber = 0;//定义一个变量用来表示银行客户排号情况//定义一个集合，用来存放此号码，服务窗口从此集合中取出将要服务的客户号码。private List queueNumbers = new ArrayList();//定义一个方法，用来产生客户的号码，并同时将号码存入集合public synchronized Integer generateNewNumber(){queueNumbers.add(++lastNumber);return lastNumber;}//定义一个方法，用来实现服务窗口的取号。public synchronized Integer fetchNumber(){if(queueNumbers.size()>0){return (Integer)queueNumbers.remove(0);}else{return null;}}}

2、号码机器NumberMachine类的设计
分析：
第一，由于此机器是唯一的，所以此机器只能创建出一个此类对象，所以将NumberMachine类设计成单例。
第二，此类主要用于产生三种不同的客户。所以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
第三，定义三个对应的方法来返回这三个NumberManager对象。
代码：

package cn.itcast.bankqueue;public class NumberMachine {//将此类的构造函数私有化private NumberMachine(){}//在此类内部创建出此类对象。private static NumberMachine instance = new NumberMachine();//通过公共访问方式来获取此类对象。public static NumberMachine getInstance(){return instance;}//创建出三种客户private NumberManager commonManager = new NumberManager();private NumberManager expressManager = new NumberManager();private NumberManager vipManager = new NumberManager();//通过公共访问方式来访问这三种客户对象。public NumberManager getCommonManager() {return commonManager;}public NumberManager getExpressManager() {return expressManager;}public NumberManager getVipManager() {return vipManager;}}

3、客户类型类CustomerType的设计
分析：
由于服务窗口中只为三种客户服务，即服务的范围是固定的，所以为了方便后面程序的
调用则将此三种客户封装为一个枚举类。
代码：

package cn.itcast.bankqueue;public enum CustomerType {COMMON,EXPRESS,VIP;//将此对象的字符串打印形式改为中文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;}}

4、服务窗口ServiceWindow类的设计
分析
第一，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。 
第二，定义三个方法分别对三种客户进行服务。
代码：

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;}//即启动一个线程，来对客户进行分别服务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;}}}});}//为普通客户服务的具体操作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;//为普通客户服务的时间是在最大值和最小值之间的随机数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();}}}//为快速任务进行服务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！");//没有取到快速任务时，则为普通任务进行服务commonService();}}//为VIP进行服务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！");//当没有VIP任务的时候，则去为普通用户进行服务commonService();}}}

5、常量Constants类的设计
由于服务窗口类会用到最大值和最小值这样的常量，所以定义一个常量类。注意，当有多个常量出现时
通常将常量封装成常量类。
代码：

package cn.itcast.bankqueue;public class Constants {public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000; //10秒！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，*/public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1; }

6、主程序MainClass类的设计
分析：
此主程序中主要用于创建窗口和创建客户，所以
第一，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。
第二，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) {//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();//利用定时器来达到普通客户拿号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,//即第一个客户是隔多久进来的Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME, //表示下一个客户是隔多久才过来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, //表示下一个客户是隔多久才过来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, //表示下一个客户是隔多久才过来TimeUnit.SECONDS);}}

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