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模拟实现银行业务调度系统

一、逻辑、需求。

 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:办理业务的过程中可通过线程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)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、程序中面向对象的分析和设计:
 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。
     1.每一个客户都是由银行取号机器产生号码的方式来表示的。所以有一个号码管理器对象，然过这个对象不断地产生号码，就等于随机生成了客户。
     2.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，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，它要被设计成单列。
 各类型客户在其对应窗口按顺序一次办理业务，准确地说，应该是窗口一次叫号。

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        (1步).创建号码管理器类NumberMannager，利用面向对象的重要原则-谁拥有数据，那么对这些数据进行操作的方法，就交给谁，创建客户取号和窗口叫号的方法：

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

//号码管理器
public class NumberMannager {
	// 定义一个号码变量
	private int lastNumber = 1;
	// 定义一个集合存储客户取的号码
	private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();

	// 返回上一次的号码 .两个不同的对象同时访问号码管理器，需要同步。
	public synchronized Integer generateNewManager() {
		// 将号码添加进集合
		queueNumber.add(lastNumber);
		return lastNumber++;
	}

	// 定义一个窗口取号的方法
	public synchronized Integer fetchServiceNumber() {
		Integer number = null;
		//判断是否有号码
		if (queueNumber.size() > 0) {
			// 取走号码，返回的是该号码
			number = queueNumber.remove(0);
		}
		return number;
	}
}

       (2步).创建管理三个类型号码的机器类NumberMachine，因为号码机器只有一个，所以要将NumberMachine设计成单列。此类中的三个成员变量分别指向三个NumberMannager对象，它们分别是"普通客户",“vip客户”,“快速客户”,定义三个返回该对象的方法。

//管理三个类型对象的机器
public class NumberMachine {
	// 定义三个类型对象的客户
	private NumberMannager commerMannager = new NumberMannager();
	private NumberMannager exprssMannager = new NumberMannager();
	private NumberMannager vipMannager = new NumberMannager();

	// 获取三个类型客户的对象
	public NumberMannager getCommerMannager() {
		return commerMannager;
	}

	public NumberMannager getExprssMannager() {
		return exprssMannager;
	}

	public NumberMannager getVipMannager() {
		return vipMannager;
	}

	// 将该类设计成单列
	private NumberMachine() {
	}

	private static NumberMachine instance = new NumberMachine();

	public static NumberMachine getinstance() {
		return instance;
	}

}

       (3步).创建客户枚举类CustomerType，将三种不同的客户"普通客户",“vip客户”,“快速客户”,定义成枚举常量，并重写其toString方法，是为了后面方便调用它的类型，并利于阅读。

public enum CustomerType {
	COMMER, EXPRESS, VIP;
	public String toString() {
		switch (this) {
		case COMMER:
			return "普通";

		case EXPRESS:
			return "快速";
		case VIP:
			return "VIP";
		}
		// 编译器无法清楚是否执行到这，所以返回null
		return null;
	}
}

       (4步).创建银行服务窗口类ServiceWindow，定义一个start方法，内部启动该窗口的运行程序。根据客户的类型不同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。为了观察它的运行结果，打印其中的详细细节信息。

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

//创建一个服务窗口
public class ServiceWindow {
	// 用枚举定义三个不同类型的客户
	private CustomerType type = CustomerType.COMMER;

	// 产生Set方法，方便以后更改窗口的类型
	public void setType(CustomerType type) {
		this.type = type;
	}

	public void setWindowId(int windowId) {
		this.windowId = windowId;
	}

	// 创建一个默认窗口为1号
	private int windowId = 1;

	// 创建叫号的方法,它是不停的叫号，里面创建一个线程
	public void start() {
		// 在线程池中创建一个线程，把任务给线程池，线程池再交给线程
		Executors.newCachedThreadPool().execute(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				while (true) {
					// 使用Switch判断，取的是哪种客户的票
					switch (type) {
					case COMMER:
						commonService();
						break;
					case EXPRESS:
						expressService();
						break;
					case VIP:
						vipService();
						break;
					}
				}
			}
		});
	}

	private void commonService() {
		String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";

		// 取票,但是取哪种客户的票呢？必须提前定义它的类型,
		Integer number = NumberMachine.getinstance().getCommerMannager()
				.fetchServiceNumber();
		System.out.println(windowName + "正在获取任务");
		if (number != null) {
			System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + "普通" + "服务！");
			Long begin = System.currentTimeMillis();
			// 休息最大的随机时间
			int MaxRomd = Constans.MAX_SERVICE_TIME - Constans.MIN_SERVICE_TIME;
			// 随机服务时间,为1000-9000的随机值
			long Servicetime = new Random().nextInt(MaxRomd) + 1
					+ Constans.MIN_SERVICE_TIME;
			try {
				Thread.sleep(Servicetime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis() - begin;
			System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + "普通"
					+ "完成服务，耗时" + costTime / 1000 + "秒");
		} else {
			System.out.println(windowName + "没有取到任务，先休息一秒钟把！");
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	private void expressService() {
		String windowName = "第" + windowId + "号" + "普通" + "窗口";
		// 取票,但是取哪种客户的票呢？必须提前定义它的类型,
		Integer number = NumberMachine.getinstance().getExprssMannager()
				.fetchServiceNumber();
		System.out.println(windowName + "正在获取任务");
		if (number != null) {
			System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + "普通" + "服务！");
			Long begin = System.currentTimeMillis();
			try {
				Thread.sleep(Constans.MIN_SERVICE_TIME);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis() - begin;
			System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + "普通"
					+ "完成服务，耗时" + costTime / 1000 + "秒");
		} else {
			System.out.println(windowName + "没有取到任务！");
			commonService();
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	private void vipService() {
		String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
		// 取票,但是取哪种客户的票呢？必须提前定义它的类型,
		Integer number = NumberMachine.getinstance().getVipMannager()
				.fetchServiceNumber();
		System.out.println(windowName + "正在获取任务");
		if (number != null) {
			System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + type + "服务！");
			Long begin = System.currentTimeMillis();
			// 休息最大的随机时间
			int MaxRomd = Constans.MAX_SERVICE_TIME - Constans.MIN_SERVICE_TIME;
			// 随机服务时间,为1000-9000的随机值
			long Servicetime = new Random().nextInt(MaxRomd) + 1
					+ Constans.MIN_SERVICE_TIME;
			try {
				Thread.sleep(Servicetime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis() - begin;
			System.out.println(windowName + "为第" + number + "个" + type
					+ "完成服务，耗时" + costTime / 1000 + "秒");
		} else {
			System.out.println(windowName + "没有取到任务！");
			commonService();
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

         (5步).创建常量类Constans，分别为最长时间、最短时间和定时执行的时间。"普通客户",“vip客户”,“快速客户”他们之前完成服务的时间比例为：1:6:3。快速客户取最小值，普通客户和vip客户完成服务的时间取最大时间值与最小时间值之间的随机值。

public class Constans {
	public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000;
	public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000;
	public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1;
}

         (6步).创建主程序类MainClass，需要建立4个普通窗口、1个快速窗口和1个VIP窗口。创建三个定时线程，来模拟取号，并按1:6:3的服务时间去创建新的"普通客户",“vip客户”,“快速客户”。

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

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 1; i < 5; i++) {
			ServiceWindow commonWindow = new ServiceWindow();
			// 设置几号服务窗口
			commonWindow.setWindowId(i);
			// 启动该窗口
			commonWindow.start();
		}
		ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();
		expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
		expressWindow.start();

		ServiceWindow vipWindow = new ServiceWindow();
		vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
		vipWindow.start();
		// 模拟客户来取号,定时线程
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
			// 要执行的代码
			public void run() {
				// 找机器要普通号
				Integer number = NumberMachine.getinstance()
						.getCommerMannager().generateNewManager();
				System.out.println(number + "号普通客户等待服务！");
			}
		},
		// 过多长时间运行
				0,
				// 以后过多长时间再次运行
				Constans.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME,
				// 时间单位为秒
				TimeUnit.SECONDS);
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
			// 要执行的代码
			public void run() {
				// 找机器要VIP号
				Integer number = NumberMachine.getinstance().getVipMannager()
						.generateNewManager();
				System.out.println(number + "号VIP客户等待服务！");
			}
		},
		// 过多长时间运行
				0,
				// 以后过多长时间再次运行
				Constans.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 6,
				// 时间单位为秒
				TimeUnit.SECONDS);

		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
			// 要执行的代码
			public void run() {
				// 找机器要快速窗口号
				Integer number = NumberMachine.getinstance()
						.getExprssMannager().generateNewManager();
				System.out.println(number + "号快速客户等待服务！");
			}
		},
		// 过多长时间运行
				0,
				// 以后过多长时间再次运行
				Constans.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 3,
				// 时间单位为秒
				TimeUnit.SECONDS);

	}
}

结果： 

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