银行业务调度系统
一、需求
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。
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。
1）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。
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。
1）各个窗口内部有相应的号码管理器方法，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）各类客户只是拿着号码等待被叫号即可。
三、类图
1、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。
代码：
package bank;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//号码管理器，用于产生号码，返回等待的号码
public class NumberManager {
// 定义一个存储上一个客户号码的成员变量
private int lastNumber = 1;
// 用于存储排队的客户号码
private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();
// 由于产生新号和获取客户编号所操作的是号码管理器中的同一资源，所以多要加锁同步
// 定义一个产生新号码的方法
public synchronized Integer generateNewNumber() {
queueNumber.add(lastNumber);
return lastNumber++;
}
// 定义一个窗口取号的方法,返回的是指定窗口要处理的号
public synchronized Integer fetchServiceNumber() {
Integer number = null;
// 如果有正在等待的客户则取号并服务
if (queueNumber.size() > 0) {
return queueNumber.remove(0);
}
return number;
}
}
2、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。
代码：
package bank;
//取号机器，用于管理三种类型的号码管理器
public class NumberMachine {
// 将取号机器设计成单例
private NumberMachine() {
}
// 单例对象在类加载的时候就有所以是静态的
private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
// 提供返回单例引用对象的方法
public static NumberMachine getInstance() {
return instance;
}
// 创建三种客户号码的管理器
private NumberManager commonManager = new NumberManager();
private NumberManager expressManager = new NumberManager();
private NumberManager vipManager = new NumberManager();
// 获取三种客户号码管理器对象
public NumberManager getCommonManager() {
return commonManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}
}
3、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，刚开始不用考虑。
代码：
package bank;
/*
* 用枚举方式表示三种类型的客户
*/
public enum CustomerType {
COMMON, EXPRESS, VIP;
// 覆盖toString方法，以便调用时用汉字输出更直观
@Override
public String toString() {
String name = null;
switch (this) {
case COMMON:
name = "普通";
break;
case EXPRESS:
name = "快速";
break;
case VIP:
name = name()/* "VIP" */;
break;
}
return name;
}
}
4、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
代码：
package bank;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 服务窗口，明确服务的客户类型、时间，并启动服务
*
* @author Cavenzep
*/
public class ServiceWindow {
// 定义客户类型变量
private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
// 定义服务窗口变量
private int windowId = 1;
// 设置服务客户的类型
public void setType(CustomerType type) {
this.type = type;
}
// 设置窗口号
public void setWindowId(int windowId) {
this.windowId = windowId;
}
// 服务窗口启动方法
public void start() {
// 利用线程来完成
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
switch (type) {
case COMMON:
// 确定客户类型后，不停的叫号、服务
while (true)
commonService();
case EXPRESS:
while (true)
expressService();
case VIP:
while (true)
vipService();
}
}
});
}
// 为普通客户服务
private void commonService() {
String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
// 从号码管理器中获取正在等待服务的客户
Integer number = NumberMachine.getInstance().getCommonManager()
.fetchServiceNumber();
System.out.println(windowName + "正在获取普通任务");
// 如果有正在等待服务的客户
if (number != null) {
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个普通客户服务");
// 开始服务的时间
long beginTime = System.currentTimeMillis();
// 最大服务时间与最小服务时间差
int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME
- Constants.MIN_SERVICE_TIME;
// 随机从maxRandom中获取服务时间，再加上最小服务时间，即1001-10000范围内
long serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom) + 1
+ Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
// 用线程休息方式表示为在为客户服务中
Thread.sleep(serviceTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 为客户服务的花费的时间
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 {
// 如果没有正在等待服务的普通客户,就休息1秒
System.out.println(windowName + "没有获取到普通任务，先休息1秒！");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// 为快速客户服务
private void expressService() {
String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
// 从号码管理器中获取正在等待服务的客户
Integer number = NumberMachine.getInstance().getExpressManager()
.fetchServiceNumber();
System.out.println(windowName + "正在获取快速任务");
// 如果有正在等待服务的客户
if (number != null) {
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个快速客户服务");
// 开始服务的时间
long beginTime = System.currentTimeMillis();
try {
// 用线程休息方式表示为在为客户服务中
// 快速客户服务时间为最小值
Thread.sleep(Constants.MIN_SERVICE_TIME);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 为客户服务的花费的时间
long costTime = System.currentTimeMillis() - beginTime;
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个快速客户完成服务，耗时"
+ costTime / 1000 + "秒");
} else {
// 如果没有正在等待服务的快速客户,就为普通客户服务
System.out.println(windowName + "没有获取到快速任务");
commonService();
}
}
// 为vip客户服务
private void vipService() {
String windowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
// 从号码管理器中获取正在等待服务的客户
Integer number = NumberMachine.getInstance().getVipManager()
.fetchServiceNumber();
System.out.println(windowName + "正在获取vip任务");
// 如果有正在等待服务的客户
if (number != null) {
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个VIP客户服务");
// 开始服务的时间
long beginTime = System.currentTimeMillis();
// 最大服务时间与最小服务时间差
int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME
- Constants.MIN_SERVICE_TIME;
// 随机从maxRandom中获取服务时间，再加上最小服务时间
long serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom + 1)
+ Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
// 用线程休息方式表示为在为客户服务中
Thread.sleep(serviceTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 为客户服务的花费的时间
long costTime = System.currentTimeMillis() - beginTime;
System.out.println(windowName + "为第" + number + "个VIP客户完成服务，耗时"
+ costTime / 1000 + "秒");
} else {
// 如果没有正在等待服务的vip客户,则为普通客户服务
System.out.println(windowName + "没有获取到VIP任务");
commonService();
}
}
}
5、Constants类
定义三个常量：
MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME
代码：
package bank;
/*
* 用枚举方式表示三种类型的客户
*/
public enum CustomerType {
COMMON, EXPRESS, VIP;
// 覆盖toString方法，以便调用时用汉字输出更直观
@Override
public String toString() {
String name = null;
switch (this) {
case COMMON:
name = "普通";
break;
case EXPRESS:
name = "快速";
break;
case VIP:
name = name()/* "VIP" */;
break;
}
return name;
}
}
6、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。
代码：
package bank;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MianClass {
public static void main(String[] args) {
// 创建对应业务的对应窗口，并初始化窗口号windowId和客户类型Type
for (int i = 1; i < 5; i++) {
ServiceWindow commonWindow = new ServiceWindow();
commonWindow.setWindowId(i);
commonWindow.start();
}
ServiceWindow vipWindow = new ServiceWindow();
vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
vipWindow.start();
ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();
expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
expressWindow.start();
// VIP 客户 ：普通客户 ：快速客户 = 1 : 6 : 3
// 模拟普通客户取号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
// 调用对应的号码管理器产生号码
Integer number = NumberMachine.getInstance().getCommonManager()
.generateNewNumber();
System.out.println("第" + number + "号普通客户进来了，等待服务");
}
}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME, TimeUnit.SECONDS);
// 模拟VIP客户取号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
// 调用对应的号码管理器产生号码
Integer number = NumberMachine.getInstance().getVipManager()
.generateNewNumber();
System.out.println("第" + number + "号VIP客户进来了，等待服务");
}
}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 6, TimeUnit.SECONDS);
// 模拟快速客户取号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
// 调用对应的号码管理器产生号码
Integer number = NumberMachine.getInstance()
.getExpressManager().generateNewNumber();
System.out.println("第" + number + "号快速客户进来了，等待服务");
}
}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 2, TimeUnit.SECONDS);
}
}
程序运行部分结果如下：
以上所述仅代表个人观点，如有出入请谅解。