黑马程序员 张老师 面试题讲解 银行调度系统

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一、银行业务调度系统需求

　　模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：

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。

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，去银行办理业务，先要获得一个号码，这就类似于挂号，然后银行的工作人员根据电脑产生的号码来为客户服务。这就需要一个号码管理器对象，让这个对象不断的产生号码，就等于随机生成客户。

　　> 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，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。

　　2、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。

　　> 用类图来分析理解：

　　　　


　　一个号码产生器NumberMachine 管理三类号码普通用户、VIP用户、快速用户。而NumberManager 类则用于产生的号码、和获取号码。而ServiceWindow 在NumberManager 获取号码。

三、编写：

　　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。

1 package com.itheima.www;
2
3 import java.util.ArrayList;
4 import java.util.List;
5
6 public class NumberManager {
7     /*返回上一次返回的号码*/
8     private int lastNumber = 1 ;
9     /*用于存储所有等待服务的客户号码队列*/
10     private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>() ;
11     /**
12          产生新号码的方法
13          @return 新产生的号码
14      */
15     public synchronized Integer generateNewManager(){
16         queueNumber.add(lastNumber) ;
17         return lastNumber++ ;
18     }
19
20     /**
21          获取马上要为之服务的号码的方法
22         @return 马上要为之服务的号码
23     */
24     public synchronized Integer fetchServiceNumber() {
25         if (queueNumber.size() > 0) {
26             return queueNumber.remove(0) ;
27         }
28         else {
29             return null ;
30         }
31     }
32
33 }

　　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。

1 package com.itheima.www;
2
3 public class NumberMachine {
4     /*表示普通客户的号码管理器*/
5     private NumberManager commonManager = new NumberManager() ;
6     /*表示快速客户的号码管理器*/
7     private NumberManager expressManager = new NumberManager() ;
8     /*表示VIP客户的号码管理器*/
9     private NumberManager vipManager = new NumberManager() ;
10
11     private NumberMachine() {}
12
13     private static NumberMachine numberMachine = null ;
14     public static NumberMachine getInstance() {
15         if(numberMachine == null) {
16             numberMachine = new NumberMachine() ;
17         }
18         return numberMachine ;
19     }
20
21     public NumberManager getCommonManager() {
22         return commonManager;
23     }
24     public NumberManager getExpressManager() {
25         return expressManager;
26     }
27     public NumberManager getVipManager() {
28         return vipManager;
29     }
30 }

　　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。

1 package com.itheima.www;
2
3 public enum CustomerType {
4     COMMON,EXPRESS,VIP ;
5
6     public String toString() {
7         switch(this) {
8         case COMMON:
9             return "普通" ;
10         case EXPRESS:
11             return "快速" ;
12         default:
13             return "VIP" ;
14         }
15     }
16 }

　　

　　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。

1 package com.itheima.www;
2
3 import java.util.Random;
4 import java.util.concurrent.Executors;
5
6 public class ServiceWindow {
7     /*客户的类型*/
8     private CustomerType type = null ;
9     private int number = 1 ;
10
11     public CustomerType getType() {
12         return type;
13     }
14
15     public void setType(CustomerType type) {
16         this.type = type;
17     }
18
19     public void setNumber(int number) {
20         this.number = number;
21     }
22
23     public void start() {
24         Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable(){
25             public void run() {
26                     switch(type){
27                         case COMMON :
28                             while(true){
29                                 commonService() ;
30                             }
31                         case EXPRESS :
32                             while(true){
33                                 expressService() ;
34                             }
35                         case VIP:
36                             while(true){
37                                 vipService() ;
38                             }
39                 }
40             }
41         }) ;
42     }
43
44     private void commonService(){
45         /*获取要服务的号码*/
46         Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fetchServiceNumber() ;
47         String windowName = type + "窗口_第" + number + "号" ;
48         System.out.println(windowName + "：开始获取-普通任务！");
49         if( serviceNumber != null) {
50             System.out.println(windowName + "：开始为第"+serviceNumber+"号-普通用户-开始服务");
51             /*普通用户的服务时间在最大值和最小值之间*/
52             int amongTime = Custants.MAX_SERVICE_TIME - Custants.MIN_SERVICE_TIME ;
53             int serivceTime = new Random().nextInt(amongTime) + 1 + Custants.MIN_SERVICE_TIME ;
54             try {
55                 Thread.sleep(serivceTime) ;
56             } catch (InterruptedException e) {
57                 // TODO Auto-generated catch block
58                 e.printStackTrace();
59             }
60             System.out.println(windowName +":完成为第"+serviceNumber+"号-普通客户服务，总耗时"
61                     + serivceTime/1000 +"秒");
62         }
63         else {
64             System.out.println(windowName +":没有取到-普通任务！休息一秒！");
65             try {
66                 Thread.sleep(1000) ;
67             } catch (InterruptedException e) {
68                 // TODO Auto-generated catch block
69                 e.printStackTrace();
70             }
71         }
72     }
73     private void expressService() {
74         /*获取要服务的号码*/
75         Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchServiceNumber() ;
76         String windowName = type + "窗口_第" + number + "号" ;
77         System.out.println(windowName + "：开始获取-快速任务！");
78         if( serviceNumber != null) {
79             System.out.println(windowName + "：开始为第"+serviceNumber+"号-快速用户-开始服务");
80             /*快速用户的服务时间在最大值和最小值之间*/
81             int serivceTime = Custants.MIN_SERVICE_TIME ;
82             try {
83                 Thread.sleep(serivceTime) ;
84             } catch (InterruptedException e) {
85                 // TODO Auto-generated catch block
86                 e.printStackTrace();
87             }
88             System.out.println(windowName +":完成为第"+serviceNumber+"号-快速客户服务，总耗时"
89                     + serivceTime/1000 +"秒");
90         }
91         else {
92             System.out.println(windowName +":没有取到-快速任务！");
93             commonService() ;
94         }
95     }
96     private void vipService(){
97         /*获取要服务的号码*/
98         Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchServiceNumber() ;
99         String windowName = type + "窗口_第" + number + "号" ;
100         System.out.println(windowName + "：开始获取-普通任务！");
101         if( serviceNumber != null) {
102             System.out.println(windowName + "：开始为第"+serviceNumber+"号-VIP用户-开始服务");
103             /*VIP用户的服务时间在最大值和最小值之间*/
104             int amongTime = Custants.MAX_SERVICE_TIME - Custants.MIN_SERVICE_TIME ;
105             int serivceTime = new Random().nextInt(amongTime) + 1 + Custants.MIN_SERVICE_TIME ;
106             try {
107                 Thread.sleep(serivceTime) ;
108             } catch (InterruptedException e) {
109                 // TODO Auto-generated catch block
110                 e.printStackTrace();
111             }
112             System.out.println(windowName +":完成为第"+serviceNumber+"号-VIP客户服务，总耗时"
113                     + serivceTime/1000 +"秒");
114         }
115         else {
116             System.out.println(windowName +":没有取到-VIP任务！");
117             commonService() ;
118         }
119     }
120 }

　　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。

1 package com.itheima.www;
2
3 import java.util.concurrent.Executors;
4 import java.util.concurrent.TimeUnit;
5
6 public class MainClass {
7     public static void main(String[] args) {
8         //创建4个普通窗口
9         for(int i = 1 ; i < 5 ; ++i ){
10             ServiceWindow window = new ServiceWindow() ;
11             window.setNumber(i) ;
12             window.setType(CustomerType.COMMON) ;
13             window.start() ;
14         }
15         //创建1个快速窗口
16         ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow() ;
17         expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
18         expressWindow.start() ;
19
20         //穿件一个VIP窗口
21         ServiceWindow vipWindow = new ServiceWindow() ;
22         vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
23         vipWindow.start() ;
24
25         //分别定时创建的普通客户端号码
26         Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
27                     public void run() {
28                         Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewManager() ;
29                         System.out.println("客户：第" + serviceNumber + "号-普通客户-正在等待服务！");
30                     }
31                 }
32                 , 0
33                 , Custants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME
34                 , TimeUnit.SECONDS);
35         //分别定时创建的快速客户端号码
36         Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
37                     public void run() {
38                         Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().generateNewManager() ;
39                         System.out.println("客户：第" + serviceNumber + "号-快速客户-正在等待服务！");
40                     }
41                 }
42                 , 0
43                 , Custants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 3
44                 , TimeUnit.SECONDS);
45         //分别定时创建的VIP客户端号码
46         Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
47                     public void run() {
48                         Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().generateNewManager() ;
49                         System.out.println("客户：第" + serviceNumber + "号-VIP客户-正在等待服务！");
50                     }
51                 }
52                 , 0
53                 , Custants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 6
54                 , TimeUnit.SECONDS);
55     }
56 }

　　

　 Constants类

　　> 定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

1 package com.itheima.www;
2
3 public class Custants {
4     public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000 ;
5     public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000 ;
6
7     public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1 ;
8 }

总结
使用啦枚举来完成窗口类型的定义
使用多线程并发调度，定时让线程访问号码管理器
温习啦内部类的使用，List
list=new ArrayList();面向接口编程。
在对号码生成是，用int
和用 Integer的区别。
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