黑马程序员--银行业务调度系统

一、项目需求分析

模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：

1. 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。 

2. 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）。 

3. 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。

4. 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）。

5. 各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。  

6. 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。

7. 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。 

8. 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。

二、面向对象的分析与设计

1.有三类对应的客户，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 。由于客户的号码编排都是完全独立的，所以，需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，所以要被设计成单例，由于是多线程的，所以设置成饿汉式。

2. 各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务

三、代码实现

NumberManager类

定义一个用于存储上一个客户号码和用于存储所有取完号码等待服务的客户集合。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。 

package bank;

 

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

 

public class NumberManager {

    //定义上一个客户的号码

    private int lastNumber = 1;

    //定义已经取到编号，还未进行服务的用户编号集合

    private List<Integer>queueNumbers = new ArrayList<Integer>();

    /**

     * 将用户取号加入到未进行服务的集合中

     * 考虑多线程访问，加上同步

     */

    public synchronized Integer generateNewNumber() {

       queueNumbers.add(++lastNumber);

       returnlastNumber;

    }

    /**

     * 定义窗口取号时方法，如有客户等待，则移除第一个客户号码

     * @return

     */

    public synchronized Integer fetchNumber() {

       if (queueNumbers.size() > 0) {

           return (Integer)queueNumbers.remove(0);

       } else {

           return null;

       }

    }

 

}

2. NumberMachine类

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。

将NumberMachine类设计成单例，考虑线程安全，设计成饿汉式。

package bank;

public class NumberMachine {

    private static NumberMachine numberMachine=null;

    // 定义三个号码管理器，分别表示三种客户服务群体

    private NumberManagercommonManager = new NumberManager();

    private NumberManagerexpressManager = new NumberManager();

    private NumberManagervipManager = new NumberManager();

    //获取客户的号码管理器

    public NumberManager getCommonManager() {

       returncommonManager;

    }

    public NumberManager getExpressManager() {

       returnexpressManager;

    }

    public NumberManager getVipManager() {

       returnvipManager;

    }

    //饿汉式获取实例

    public static NumberMachine getInstance() {

       if (numberMachine ==null) {

           synchronized (NumberMachine.class) {

              if (numberMachine ==null) {

                  numberMachine =new NumberMachine();

                  returnnumberMachine;

              }

           }

       }

       returnnumberMachine;

    }

}

3. CustomerType枚举类

定义一个枚举类，其中定义三个成员表示三种类型的客户。

重写toString方法，返回类型的中文名称。

package bank;

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;

    }

}

4. ServiceWindow类

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。

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。

package bank;

 

import java.util.Random;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.logging.Logger;

import bank.Constants;

public class ServiceWindow {

    //默认客户类型为普通用户

    private CustomerTypetype = CustomerType.COMMON;

 

    //设置服务窗口号，默认为1

    private int number = 1;

    /**

     * 设置用户类型

     * @param type

     */

    public void setType(CustomerType type) {

       this.type = type;

    }

    /**

     * 获取用户类型

     * @return

     */

    public CustomerType getType() {

       returntype;

    }

    /**

     * 设置窗口服务号

     * @param number

     */

    public void setNumber(int number) {

       this.number = number;

    }

    /**

     *

     * 启动窗口进行服务

     */

    public void start() {

       Executors.newSingleThreadExecutor().execute(

       new Runnable() {

           public void run() {

              while (true) {

                  switch (type) {

                  caseCOMMON:

                     commonService();

                     break;

                  caseEXPRESS:

                     expressService();

                     break;

                  caseVIP:

                     vipService();

                     break;

                  }

              }

           }

       }

       );

    }

    /**

     * 定义为普通客户服务的方法

     */

    private void commonService() {

       // 窗口名称

       String windowName = "第" +number + "号" +type + "窗口";

       System.out.println(windowName +"开始获取普通任务!");

       // 获取普通客户服务号码

       Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager()

              .fetchNumber();

       // 如有普通客户等待则进行服务

       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 {

              //模拟窗口服务所需时间,加入随机事件

              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();

           }

       }

    }

    /**

     * 定义为快速客户服务的方法

     */

    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!");

       // 如有快速客户等待，则开始服务

       if (serviceNumber !=null) {

           System.out.println(windowName +"开始为第" + serviceNumber +"号快速客户服务");

           // 快速客户办理业务所需时间的最小值

           int serviceTime = Constants.MIN_SERVICE_TIME;

           try {

              // 模拟服务消耗时间

              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 {

           // 如果没有快速服务客户等待，则为普通客户服务

           System.out.println(windowName +"没有取到快速任务！");

           commonService();

       }

    }

    /**

     * 定义为VIP客户服务的方法

     */

    private void vipService() {

       // 获取VIP客户服务号码

       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!");

       // 如有VIP客户等待，则为客户服务

       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 {

           // 如果没有VIP客户等待，则为普通客户服务

           System.out.println(windowName +"没有取到VIP任务！");

           commonService();

       }

    }

}

5.Constants定义系统使用的常量

package bank;

public class Constants {

    //最大服务时间

    public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000;

    //中间服务时间

    public static int MIN_SERVICE_TIME =MAX_SERVICE_TIME / 10;

    //最小服务时间

    public static int MIN_TIME = 1;

    }

6. MainClass类

 

创建4个普通窗口的线程，一个VIP窗口；

创建定时器和模拟每种客户号码；

package bank;

 

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

import java.util.logging.Logger;

 

public class MainClass {

 

    public static void main(String[] args) {

       // 用for循环创建4个普通窗口

       for (int i = 1; i < 5; i++) {

           ServiceWindowwindow =new ServiceWindow();

           window.setNumber(i);

           window.start();

       }

       // 创建1个快速窗口

       ServiceWindowexpressWindow =new ServiceWindow();

       expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);

       // 启动服务

       expressWindow.start();

       // 创建1个VIP窗口

       ServiceWindowvipWindow =new ServiceWindow();

       vipWindow.setType(CustomerType.VIP);

       vipWindow.start();

       //模拟普通用户

       Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(

       new Runnable() {

           public void run() {

              // 产生普通客户服务号码

              Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance()

                     .getCommonManager().generateNewNumber();

              System.out.println("第" + serviceNumber +"号普通客户正在等待服务！");

           }

       },

       0,

       Constants.MIN_SERVICE_TIME,

       TimeUnit.SECONDS);

       // 模拟快速客户拿号

       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.MIN_SERVICE_TIME * 2,

       TimeUnit.SECONDS);

       // 模拟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.MIN_SERVICE_TIME * 6,

       TimeUnit.SECONDS);

    }

}