黑马程序员——银行业务调度系统

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模拟实现银行业务调度系统逻辑，需求：
1、银行内有六个业务窗口，1-4号窗口为普通窗口，5号为快速窗口，6号为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。
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：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。（办理业务的过程课通过线程sleep的方式模拟）。
5、给类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。
6、当VIP窗口和快速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。

从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、首先，经常在银行办理业务的人更有利于理解本系统。
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，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。
1、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。
2、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。

线程池作用就是设置系统中执行线程的数量。
根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。
为什么要用线程池:
1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务
2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

思路：

1确定需要哪几个对象：号码管理器，号码控制器，业务窗口。

要三种号码管理器来生成。生成号码给客户后传递一个信息给业务窗口，提醒窗口有多少个号码生成了，可以叫号了。

2.业务窗口分成三种，普通，快速，vip。则可以设计成三个这样的方法。根据传递的参数来分别对应接受三种客户。

分别编写号码管理器类、管理号码管理器的号码机器类和服务窗口类
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
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。

实例演示：
一、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;
private List queueNumbers = new ArrayList();public synchronized Integer generateNewNumber(){
queueNumbers.add(++lastNumber);
return lastNumber;
}public synchronized Integer fetchNumber(){
if(queueNumbers.size()>0){
return (Integer)
queueNumbers.remove(0);
}else{
return null;
}
}
}

二、NumberMachine类：

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。
2、将NumberMachine类设计成单例。

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 = newNumberManager();
public NumberManager getCommonManager() {
return commonManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}
} 
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。
2、将NumberMachine类设计成单例。

三、CustomerType枚举类

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。

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;
}
}

四、ServiceWindow类

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。

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;
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 + "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();
}
}
}

五、MainClass类

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 cn.itcast.bankqueue;
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 =  newServiceWindow();
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);
}
}

六、Constants类

定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

package cn.itcast.bankqueue;  
  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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