银行业务调度系统

来源：互联网发布：淘宝搜图片找产品编辑：程序博客网时间：2024/05/21 22:44

1.项目需求

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。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）VIP客户。
（2）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。
（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）。
（4）各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。
（5）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。
（6）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。

（7）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。

2.系统分析

（1）有3类客户：VIP客户、普通客户、快速客户，需要异步随机产生各种类型的客户，多线程应用。

（1）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，每个管理一类用户的排队号。这三个号码管理器对象统一由一个号码机器进行管理（因为一般银行只有一个出号机），这个号码机器在整个系统中始终只能有一个，应该单例模式，与信号灯调度系统中的LapController一样，可见单例模式的重要性。

（2）各类客户到对应的窗口办理业务，是窗口在叫号。窗口内部有叫号的方法，通过号码机器获取到的号，对外调用封闭。而各类客户并不知道怎么叫号，却能被叫到OO的封装性体现的淋漓尽致。

3.系统设计

根据上面的分析，系统整体就如下图所示：

4.详细设计及编码

1）NumberManager类

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。
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。
PS: 客户号码的增加与窗口服务用户造成用户号码队列取出操作的是同一数据lastNumber，因此需要注意数据同步问题。

package tad.blog.bank;import java.util.ArrayList;  import java.util.List;    /** * 为客户和窗口提供号码服务 * @author tad http://weibo.com/weinabanta */public class NumberManager {      private int lastNumber = 0;      private List<Integer> queueNumbers = new ArrayList<Integer>();      /**     * 为客户服务,客户来了取走一个队号       * @return 客户号码     */    public synchronized Integer generateNewNumber(){        queueNumbers.add(++lastNumber);          return lastNumber;      }            /**     * /服务窗口,服务完一个叫下一个       * @return 窗口马上要服务的号码     */    public synchronized Integer fetchNumber(){        if(queueNumbers.size()>0){              return (Integer)queueNumbers.remove(0);          }else{              return null;          }      }  }

2）CustomerType枚举类

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。重写toString方法，返回类型的中文名称。

package tad.blog.bank;/** * 所有客户的类型 * @author tad http://weibo.com/weinabanta */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;      }  }

3）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。
由于说号码管理其实唯一的，因此将NumberMachine类设计成单例。

package tad.blog.bank;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;      }        }

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 tad.blog.bank;import java.util.Random;  import java.util.concurrent.Executors;  /** * 之所以没有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。   * @author tad http://weibo.com/weinabanta * */public class ServiceWindow {       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 + " 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();          }         }  }

5）主类MainClass

把所有类整合成系统。

package tad.blog.bank;import java.util.concurrent.Executors;  import java.util.concurrent.TimeUnit;    /** * 主类，把所有类整合成一个系统 * @author tad http://weibo.com/weinabanta */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 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();                          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);      }  }

6）常量存储类Constants

存储系统用到的常量，解耦。

package tad.blog.bank;/** * 存储系统相关常量，解耦 * @author tad http://weibo.com/weinabanta */public class Constants {    //服务窗口最高和最低服务时间    public static int MAX_SERVICE_TIME=10000;    public static int MIN_SERVICE_TIME=1000;    //生成客户间隔时间    public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME=1;}

5.项目总结

1）这个项目中把多线程用到了极致，可见想要成为Java高手，多线程是不可不跨过的门槛。

2）再次强化单例模式使用场景，全系统只有一个对象时，使用单例模式。

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