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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：

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。

 

 

面向对象的分析与设计

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 。

首先，经常在银行办理业务的人更有利于理解本系统，例如，我经常陪老婆跑银行，对银行的这个业务算是比较熟悉了，我知道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，我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。

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。

如果我不是多次亲身经历银行的这种业务，再加之积累了大量面向对象的应用开发经验，我也不知道能否轻松进行这种设计，能否发掘出其中隐含的对象信息，我真说不出具体的经验是什么，就是日积月累出来的一种感觉。难道这就是传说中的：“只可意会，不可言传？”

 

 

 

 

 

面相对象设计的一个重要的经验：

谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法

写交通信号灯前，温习面对对象的几个典型案例：

1.人在黑板上画圆，问这是哪个对象上的方法?

    对象：人(person),黑板(blackboard),圆(circle)

    方法：画圆时需要圆心，半径，调用的是谁内部的数据，就是调用谁的方法，明显是圆的方法

   

2.列车司机紧急刹车

    对象：人，列车

    方法：刹车时调用的是列车的内部系统，所以列车就是方法

 

3. 售票员统计售票的总金额

    对象：售票员，票

    方法：调用的是票上的金额累加，所以票就是方法

 

4.你把门关上了

对象：人，门

方法：调用的是门，所以门就是方法

 

 

NumberManager和NumberMachine类

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。

 

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。

  

ServiceWindow与CustomerType枚举类

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。这是在后面编码时重构出来的，刚开始不用考虑。

 

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。

 

MainClass类与Constants类

MainClass类

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。

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。

 

Constants类

定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

银行调度系统代码实现过程

一、设计编写NumberManager类-->模拟号码管理器

思路：

1. 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。

2. 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 com.isoftstone.interview.bank;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/*
 * generateNewManager方法和fecthServerNumber方法访问同一个数据lastNumber，
 * 在多线程操作中会出现安全性问题，所以这两个方法必须是同步函数
 */

//号码管理器
public class NumberManager {

	private int lastNumber = 1;
	//排队号，即将服务号码按顺序排成一个队列
	private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();
	
	//产生新的号码
	public synchronized Integer generateNewManager() {
		//将号码存储到队列中
		queueNumber.add(lastNumber);
		return lastNumber++;
	}
	
	//取服务号码
	public synchronized Integer fecthServerNumber() {
		Integer number = null;
		//如果存在元素
		if(queueNumber.size() > 0) {
			//返回队列的第一个元素，同时移除该元素
			number = queueNumber.remove(0);
		}
		return number;
	}
}

二、设计编写NumberMachine类-->模拟号码生成器

思路：

1. 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。

package com.isoftstone.interview.bank;

/* 号码生成器，它产生3个类型NumberManager
 * 使用单例设计模式
 */
public class NumberMachine {

	//普通客户
	private NumberManager commonManager = new NumberManager();
	//快速客户
	private NumberManager expressManager = new NumberManager();
	//VIP客户
	private NumberManager vipManager = new NumberManager();
	private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
	
	//私有化构造方法
	private NumberMachine() {}
	
	//获得NumberMachine对象
	public static NumberMachine getInstance() {
		return instance;
	}
	
	public NumberManager getCommonManager() {
		return commonManager;
	}
	
	public NumberManager getExpressManager() {
		return expressManager;
	}
	
	public NumberManager getVipManager() {
		return vipManager;
	}
}

三、设计编写CustomerType枚举类-->模拟业务窗口框架

思路：

1. 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。

2. 重写toString方法，返回类型的中文名称。这是在后面编码时重构出来的，刚开始不用考虑。

package com.isoftstone.interview.bank;

public enum CustomerType {
    COMMON,EXPESS,VIP;
    
    public String toString(){
		switch(this){
		case COMMON:
			return "普通";
		case EXPESS:
			return  "快速";
		case  VIP:
			return "VIP";
		}
		return null;
    	
    }
}

四、设计编写ServiceWindow类-->模拟业务窗口的细分化

思路：

1. 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。

2. 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 com.isoftstone.interview.bank;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;

//服务窗口
public class ServerWindow {

	//默认是客户类型为普通客户
	private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
	//窗口号
	int windowIn = 1;
	
	//设置客户类
	public void setType(CustomerType type) {
		this.type = type;
	}

	//设置窗口编号
	public void setWindowIn(int windowIn) {
		this.windowIn = windowIn;
	}

	public void start() {
		//创建线程池
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {
			public void run() {
				
				while(true) {
					//如果为普通客户,使用switch是因为比if-else效率高，switch中接收的参数为int类型和枚举类型的
					switch (type) {
					//普通客户
					case COMMON:
						commonServer();
						break;
					case EXPRESS:
						expressServer();
						break;
					case VIP:
						vipServer();
						break;
					}
				}
			}

		});
	}
	
	//普通客户服务
	private void commonServer() {
		//type的返回值调用CustomerType类的toString方法
		String windowName = "第"+windowIn+"号"+type+"窗口";
		Integer number = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fecthServerNumber();
		System.out.println(windowName+"正在获取普通任务");
		if(number != null) {
			System.out.println(windowName+"正在为第"+number+"个普通客户服务");
			long beginTime = System.currentTimeMillis();
			//最大服务时间
			int maxRand = Constants.MAX_SERVER_TIME - Constants.MIN_SERVER_TIME;
			//普通客户服务时间为1000到1万之间是随机数（毫秒值）
			long serverTime = new Random().nextInt(maxRand)+1+Constants.MIN_SERVER_TIME;
			try {
				Thread.sleep(serverTime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis() - beginTime;
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"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，等待1秒钟");
			//等待1秒钟
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	
	//快速客户服务
	private void expressServer() {
		//type的返回值调用CustomerType类的toString方法
		String windowName = "第"+windowIn+"号"+type+"窗口";
		Integer number = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fecthServerNumber();
		System.out.println(windowName+"正在获取"+type+"任务");
		if(number != null) {
			System.out.println(windowName+"正在为第"+number+"个"+type+"客户服务");
			long beginTime = System.currentTimeMillis();
			try {
				//快速客户服务时间为最小值
				Thread.sleep(Constants.MIN_SERVER_TIME);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis() - beginTime;
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户完成服务，耗时"+costTime/1000+"秒");
		}else {
			System.out.println(windowName+"没有获取到"+type+"服务任务");
			//为普通客户服务
			commonServer();
		}
	}
	
	//VIP客户服务
	private void vipServer() {
		//type的返回值调用CustomerType类的toString方法
		String windowName = "第"+windowIn+"号"+type+"窗口";
		Integer number = NumberMachine.getInstance().getVipManager().fecthServerNumber();
		System.out.println(windowName+"正在获取"+type+"任务");
		if(number != null) {
			System.out.println(windowName+"正在为第"+number+"个"+type+"客户服务");
			long beginTime = System.currentTimeMillis();
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis() - beginTime;
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户完成服务，耗时"+costTime/1000+"秒");
		}else {
			System.out.println(windowName+"没有获取到"+type+"服务任务");
			//VIP窗口没有VIP客户则为普通客户服务
			commonServer();
		}
	}
	
}

五、设计编写Constants类-->模拟业务窗口服务时间和扫描窗口是否空闲

思路：

1. 定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

package com.isoftstone.interview.bank;

//常量类
public class Constants {
	//最多服务时间为10秒
	public static int MAX_SERVER_TIME = 10000;
	//最少服务时间为1秒
	public static int MIN_SERVER_TIME = 1000;
	//普通客户间隔时间：1秒钟
	public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAl_TIME = 1;
}

六、设计编写Main类-->模拟银行窗口开始服务

思路：

1. 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。

2. 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 com.isoftstone.interview.bank;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) {

		//创建4个普通客户窗口
		for(int i = 1; i < 5; i++) {
			ServerWindow commonWindow = new ServerWindow();
			commonWindow.setWindowIn(i);
			commonWindow.start();
		}
		
		ServerWindow expressWindow = new ServerWindow();
		//快速客户窗口号为5号窗口
		expressWindow.setWindowIn(5);
		//设置为快速客户类型
		expressWindow .setType(CustomerType.EXPRESS);
		expressWindow .start();
		
		ServerWindow vipWindow = new ServerWindow();
		//快速VIP窗口号为6号窗口
		vipWindow.setWindowIn(6);
		//设置为vip客户类型
		vipWindow .setType(CustomerType.VIP);
		vipWindow .start();
		 
		//创建调度线程池，只需要1个线程
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable() {
					public void run() {
						Integer number = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewManager();
						System.out.println(number+"号普通客户等待服务");
					}
				}, 
				0, 
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAl_TIME,//每隔1秒 
				TimeUnit.SECONDS//单位为秒钟
		);
		
		//创建调度线程池，只需要1个线程
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable() {
					public void run() {
						Integer number = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().generateNewManager();
						System.out.println(number+"号快速客户等待服务");
					}
				}, 
				0, 
				//每隔2秒,间隔时间是普通客户的2倍
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAl_TIME*2, 
				TimeUnit.SECONDS//单位为秒钟
		);
		
		//创建调度线程池，只需要1个线程
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable() {
					public void run() {
						Integer number = NumberMachine.getInstance().getVipManager().generateNewManager();
						System.out.println(number+"号VIP客户等待服务");
					}
				}, 
				0, 
				//每隔6秒,间隔时间是普通客户的6倍
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAl_TIME*6, 
				TimeUnit.SECONDS//单位为秒钟
		);
		
	}
}