黑马程序员-----银行业务调度系统总结*

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一、项目需求：
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。

二.面向对象的设计分析
抽取名词分析：
需求中出现的名词有：窗口（普通窗口，快速窗口，VIP窗口），（客户）VIP客户，普通客户，快速客户，生成成各种类型的客户（取号机），
面向对象分析：
窗口有三种服务，因为需要任意切换，所以定义在一个类中
客户有3种类型，我们可以用枚举来进行创建。
两个石头变成石刀，是石刀工厂传进来两块石头，然后再传出来一把石刀。还有交通灯的，交通灯是由交通灯管理系统管理。石刀工厂和交通灯管理系统都是在需求中没有出现的，但是我们定义了这两个对象，会让我们的程序更清晰，简单，所以这个需求中，我们可以把取号器分成两个部分，一个生成号码，一个对客户类型进行分配

NumberManager类：
号码管理器：随机生成号码，生成一个号码，表示来了一位客户，它内部提供两个方法：生成号码的方法generateNumber、提供给服务窗口号码的方法fetchNumber;
NumberMachine类：
号码机器：管理三个号码管理器，由于VIP、快速客户、普通客户三种客户是相对独立的，所以要有三个号码管理器各自独立的生成各自的号码，我们就需要有一个号码机器来管理它们；
号码机器只能有一个，所以我们将它设计为单例；
ServiceWindow类：
服务窗口：叫号，叫到号后，开始服务，在主程序中要建立该类的对象，以模拟不同的窗口；
由于有三种客户，所以要有三种不同的窗口，每一种窗口具体有几个，在主程序中构建几个该类对象来确定；
每一种窗口的窗口类型和窗口号可以设置；
startWork方法内部根据不同的窗口类型调用不同的窗口服务方法；
普通窗口为普通用户服务完毕后休息1秒钟继续叫号，快速窗口和VIP窗口如果没有相应的客户，转而为普通客户服务；
CustomerType类：
枚举类型：三个枚举常量模拟三种客户类型；
Constants类：
存放常量的类；
MainClass类：
主程序：创建窗口对象，三种客户服务窗口分别创建，相互独立，创建之后就设置窗口类型、窗口号，调用startWork方法开始工作；

NumberManager类

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。

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

public class NumberManager {
private int lastNumber = 0;//存储最新产生的客户号码
private List queueNumbers = new ArrayList();//变量类型尽量面向接口、父级或者上一级，面向接口的编程更有利于程序的扩展

//产生一个新的号码
public synchronized Integer generateNewNumber(){
queueNumbers.add(++lastNumber);
return lastNumber;
}

//取出号码队列中最前面即集合的第一个元素,即获取马上要为之服务的号码
public synchronized Integer fetchNumber(){
if(queueNumbers.size()>0){
return (Integer)queueNumbers.remove(0);
}else{
return null;
}
}
}

NumberMachine类
三个类分别是普通客户号码管理器、快速客户号码管理器和VIP客户号码管理器

public class NumberMachine {

//单例设计模式的现实应用，重点掌握。
private NumberMachine(){}
private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
//获取号码机对象
public static NumberMachine getInstance(){
return instance;
}
//这三个对象相当于现实中号码机上的三个按钮，按钮有相应的功能，按下相应的按钮可以获取一个相应类型的号码。
private NumberManager commonManager = new NumberManager();//普通号码管理器
private NumberManager expressManager = new NumberManager();//快速号码管理其
private NumberManager vipManager = new NumberManager();//vip号码管理器
public NumberManager getCommonManager() {
return commonManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}

}

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。

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

public class ServiceWindow {
private static Logger logger = Logger.getLogger("cn.itcast.bankqueue");
private CustomerType type = CustomerType.COMMON;//默认是普通窗口
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(){
//把任务交给线程池，线程池用自己内部空闲的线程将其封装后运行，JDK1.5的新特性。
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!");
//取出一个普通用户号码
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");
//窗口为每个用户的服务时间为介于最大服务时间和最小服务时间之间的一个随机数，包括最大和最小
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);//线程阻塞一段时间表示在为客户服务
} 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);//如果没有接收到任务，则线程阻塞1秒，表示窗口空闲一秒。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//与普通窗口设计思路基本相同
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();//如果没有取到快速任务，则提供普通窗口服务
}
}
//与普通窗口设计思路基本相同
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 + "完成为第" + 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();//如果没有获取VIP任务，则提供普通窗口服务
}
}
}

CustomerType类

构建客户枚举类型

(1). 构建的原因

窗口服务、号码管理器和客户都分成了固定的三种类型。因此就将这个取值范围固定写成枚举类型

//由于在现实需求中 用户的类型只有三种，为了表示出这种情况，所以用枚举。
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;
}
}

MainClass类:
思路：新建6个服务窗口，并启动里面的服务程序，进行服务。然后再启动三个线程分别用来生成客户号码

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

public class MainClass {

private static Logger logger = Logger.getLogger("cn.itcast.bankqueue");

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();

//logger.info("第" + serviceNumber + "号普通客户正在等待服务！");
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);
}

}

Constants类

public class Constants {
public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000; //10秒！
public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000; //1秒！

public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1;
}

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