面试题之银行业务调度系统

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。

 

类图

 

NumberMachine类 相当于银行取号码的那个机器，定义三个成员变量分别指向三个NumberManager对象，这三个成员变量分别表示普通、快速和VIP客户的号码管理器，在定义三个对应的方法来返回这三个NumberManager对象。因为，这个机器始终只能有一个，所以将NumberMachine类设计成单例模式。

NumberManager类 是号码管理器负责产生新号码(这个是给客户的)，还有取号功能(这个是给窗口的)。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。

ServiceWindow类 是窗口，实现叫号功能。

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 。

每一个客户其实就是由银行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，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。

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。

每个窗口是怎么知道该叫哪一个号了呢？

它一定是问相应的号码管理器，即服务窗口每次找号码管理器获取当前要被服务的号码。

代码示例：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;/*创建号码管理器类*/public class NumberManager {private int lastNumber = 1;//定义一个集合用于存放排队的号码private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();//产生号码的方法public synchronized Integer generateNewNumber(){//把号码加到集合中进行排队queueNumber.add(lastNumber);return lastNumber++;}//取号方法public synchronized Integer fetchServiceNumber(){if(queueNumber.size()>0){return queueNumber.remove(0);}else{return null;}}}

这里根据现实情况我们把产生号码变量赋初值1。
集合返回值不是ArrayList而是List,这是面向接口编程,这样以后也可以不用ArrayList用别的也行。所以，变量的类型尽量面向它的父级或接口上一级。

/*定义银行取号码的机器 */public class NumberMachine {private NumberMachine(){}private static NumberMachine instance = new NumberMachine();public static NumberMachine getInstance(){return instance;}//定义号码管理器  普通 快速 VIPprivate 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;}}

/*定义用户类型的枚举类*/public enum ClientType {COMMON, EXPRESS, VIP;// 因为我们习惯使用汉语，所以复写toString方法public String toString() {switch (this) {case COMMON:return "普通";case EXPRESS:return "快速";case VIP:return name();}return null;}}

//定义常量的类public class Constants {public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000;public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000;public static int COMMON_CLIENT_INTERVAL_TIME = 1;}

该类主要定义了窗口服务的时间，因为是常量，所以单独定义成一个类。

import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;/*定义窗口类*/public class ServiceWindow {private int windowId = 1;// 定义窗口号变量private ClientType windowtype = ClientType.COMMON;// 赋初值为普通类型public ClientType getWindowtype() {return windowtype;}public void setWindowId(int windowId) {this.windowId = windowId;}public void setWindowtype(ClientType windowtype) {this.windowtype = windowtype;}// 窗口开始叫号public void start() {// 定义线程池 开启一个线程进行叫号Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {public void run() {// 开始不断的取号while (true) {switch (windowtype) {case COMMON:commonService();break;case EXPRESS:expressService();break;case VIP:vipService();break;}}}});}// 进行普通窗口服务private void commonService() {String windowName = "第" + windowId + "号" + windowtype + "窗口";System.out.println(windowName + "开始获取普通任务!！！！！！");Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fetchServiceNumber();if (serviceNumber != null) {long beginTime = System.currentTimeMillis();int maxRand = Constants.MAX_SERVICE_TIME- Constants.MIN_SERVICE_TIME;// 生成1s到10s之间的随机数long serviceTime = new Random().nextInt(maxRand + 1+ Constants.MIN_SERVICE_TIME);try {Thread.sleep(serviceTime);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}long costTime = System.currentTimeMillis() - beginTime;System.out.println(windowName + "已为第" + serviceNumber+ "个普通客户完成服务，耗时" + costTime / 1000 + "秒");} else {System.out.println(windowName + "没有获取到普通服务任务,休息1秒");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}// 进行快速窗口服务private void expressService() {String windowName = "第" + windowId + "号" + windowtype + "窗口";System.out.println(windowName + "开始获取快速任务!！！！！！");Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchServiceNumber();if (serviceNumber != null) {int serviceTime = Constants.MIN_SERVICE_TIME;try {Thread.sleep(serviceTime);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(windowName + "已为第" + serviceNumber + "个"+ windowtype + "客户完成服务，耗时" + serviceTime / 1000 + "秒");} else {System.out.println(windowName + "没有获取到" + windowtype + "服务任务");// 快速窗口空闲时为普通用户服务commonService();}}// 进行VIP窗口服务private void vipService() {String windowName = "第" + windowId + "号" + windowtype + "窗口";System.out.println(windowName + "开始获取VIP任务!！！！！！");Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchServiceNumber();if (serviceNumber != null) {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 + "已为第" + serviceNumber + "个"+ windowtype + "客户完成服务，耗时" + serviceTime / 1000 + "秒");} else {System.out.println(windowName + "没有获取到" + windowtype + "服务任务");commonService();}}}

线程用的是1.5新特性(线程池)， 把线程封装在一个池里哪个空闲就交给哪个线程执行因为窗口类型只有3种，表示只有3种的情况就要用枚举。
在这里用switch比用if else 效率高。

import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*运行类*/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();commonwindow.setWindowId(i);commonwindow.start();}//产生1个快速窗口ServiceWindow expressWindow =  new ServiceWindow();expressWindow.setWindowId(5);expressWindow.setWindowtype(ClientType.EXPRESS);expressWindow.start();//产生1个VIP窗口ServiceWindow vipWindow =  new ServiceWindow();vipWindow.setWindowId(6);vipWindow.setWindowtype(ClientType.VIP);vipWindow.start();//普通客户取号Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewNumber();System.out.println("第" + serviceNumber + "号普通客户正在等待服务！");}},0,Constants.COMMON_CLIENT_INTERVAL_TIME, TimeUnit.SECONDS);//快速客户取号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_CLIENT_INTERVAL_TIME * 3, TimeUnit.SECONDS);//VIP客户取号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_CLIENT_INTERVAL_TIME * 6, TimeUnit.SECONDS);}}

运行结果