程序员 7K面试题<二>---银行业务系统

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。

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：各个类简介
1、有三种对应类型的客户：普通客户，VIP客户，快速客户，利用NumberMachine类创建一个单例对象getInstance(),并设置三个方法分别对应三类客户：getCommonManager()、getVipManager()、getExpressManager().
2、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。

设计类为NumberManager,包含方法generateNumber()、fetchNumber()对应上面两种操作。
3、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。
设计ServiceWindow类，有三类窗口分别对应commonService()、expressService()、vipService()。
三、根据分析设计具体的类。
1、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。
2、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。
3、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。
4、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，如下代码：

5、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。
6、Constants类
定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIM

四、具体代码实现：

/*NumberManager.java*/

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;color:#333333;">package cn.itcast.bank;
import java.util.*;
public class NumberManager {


	private int lastNumber=1;//客户号
	private List<Integer> queueNumber=new ArrayList<Integer>();
				//定义集合存储客户的叫号，面向接口编程，等号右边以后就可以修改成各种
	
	public synchronized Integer generateNewManager(){
		//产生客户号，并存入集合-----此处当返回值为null时，若返回类型定位int就会出现空指针异常，因此要改成Integer
		queueNumber.add(lastNumber);
		return lastNumber++;
	}
	
	//注意：因为产生客户号与窗口得到客户号用到了同一数据lastNumber，就要实现同步。
	public synchronized Integer fetchServiceNumber(){
		//窗口得到客户号-----此处当返回值为null时，若返回类型定位int就会出现空指针异常，因此要改成Integer
		Integer number=null;
		if(queueNumber.size()>0)
			{
				number= queueNumber.remove(0);
			}
	
		return number;
	}
}
</span>

--------------------
/*NumberMachine.java*/

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;color:#333333;">package cn.itcast.bank;
public class NumberMachine {
	private NumberMachine(){};
	private static NumberMachine instance=new NumberMachine();
	public static NumberMachine getInstance(){
		return instance;
	}
	
	private NumberManager commonManager=new NumberManager();
	private NumberManager expressManger=new NumberManager();
	private NumberManager vipManager=new NumberManager();
	
	public NumberManager getCommonManager() {
		return commonManager;
	}
	public NumberManager getExpressManger() {
		return expressManger;
	}
	public NumberManager getVipManager() {
		return vipManager;
	}
	
}</span>

--------------------

/*CustomerType.java*/

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;color:#333333;">package cn.itcast.bank;
public enum CustomerType {
	COMMON,EXPRESS,VIP;
	public String toString(){
		switch(this)
		{
		case COMMON:
			return "普通";
		case EXPRESS:
			return"快速";
		case VIP:
			return name();
		}
		return null;
	}


}</span>

--------------------

/*Constants.java*/

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;color:#333333;">package cn.itcast.bank;
//定义常量的类：
public class Constants {
	public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000; //10秒！
	public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000; //1秒！
	
	/*每个普通窗口服务一个客户的平均时间为5秒，一共有4个这样的窗口，也就是说银行的所有普通窗口合起来
	 * 平均1.25秒内可以服务完一个普通客户，再加上快速窗口和VIP窗口也可以服务普通客户，所以，
	 * 1秒钟产生一个普通客户比较合理，*/	
	public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1; 


}
</span>

-------------------

/*ServiceWindow.java*/

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;color:#333333;">package cn.itcast.bank;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;


/**
 * 没有把VIP窗口和快速窗口做成子类，是因为实际业务中的普通窗口可以随时被设置为VIP窗口和快速窗口。
 * */
public class ServiceWindow {
	private CustomerType type=CustomerType.COMMON;
	private int windowId=1;
	//为了以后可以改动窗口类型和窗口号，创建set方法
	public void setType(CustomerType type) {
		this.type = type;
	}
	public void setWindowId(int windowId) {
		this.windowId = windowId;
	}
	
	public void start(){
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(
			new Runnable(){
			public void run(){
				while(true)//不停的取号
				{	
					switch(type)
					{
						case COMMON:
							commonService();
							break;
						case EXPRESS:
							expressService();
							break;
						case VIP:
							vipService();
							break;
					}
				}
			}
		});
	}
	public void commonService(){
		String windowName="第"+windowId+"号"+type+"窗口";
		System.out.println(windowName+"正在获取任务");
		Integer number=NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fetchServiceNumber();//取到和客户号
		System.out.println(windowName+"正在获取任务");


		if(number!=null)
		{
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+"普通"+"客户服务");
			long beginTime=System.currentTimeMillis();
			int maxRand=Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;//最大的随机值。9000
			long serviceTime=new Random().nextInt(maxRand)+1+Constants.MIN_SERVICE_TIME;//(1~9000)+1000,即1-10秒？
			try {
				Thread.sleep(serviceTime);//服务时间
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			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{
			System.out.println(windowName+"没有取到任务，先休息1秒钟嘛！");
			try {
				Thread.sleep(1000);//服务时间
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	public void expressService(){
		String windowName="第"+windowId+"号"+type+"窗口";
		System.out.println(windowName+"正在获取任务");
		Integer number=NumberMachine.getInstance().getExpressManger().fetchServiceNumber();//取到和客户号
		System.out.println(windowName+"正在获取任务");


		if(number!=null)
		{
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户服务");
			long beginTime=System.currentTimeMillis();
		//	int maxRand=Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIEM;//最大的随机值。9000
		//long serviceTime=new Random().nextInt(maxRand)+1+Constants.MIN_SERVICE_TIEM;//(1~9000)+1000,即1-10秒？
			try {
				Thread.sleep(Constants.MIN_SERVICE_TIME);//快速用户服务时间为最小值。
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime=System.currentTimeMillis()-beginTime;
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户完成服务，耗时"+costTime/1000+"秒");
			
		}else{
			System.out.println(windowName+"没有取到任务");
			commonService();
		
		}
	}
	public void vipService(){
		String windowName="第"+windowId+"号"+type+"窗口";
		System.out.println(windowName+"正在获取任务");
		Integer number=NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchServiceNumber();//取到和客户号
		System.out.println(windowName+"正在获取任务");


		if(number!=null)
		{
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户服务");
			long beginTime=System.currentTimeMillis();
			int maxRand=Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;//最大的随机值。9000
			long serviceTime=new Random().nextInt(maxRand)+1+Constants.MIN_SERVICE_TIME;//(1~9000)+1000,即1-10秒？
			try {
				Thread.sleep(serviceTime);//服务时间
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime=System.currentTimeMillis()-beginTime;
			System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户完成服务，耗时"+costTime/1000+"秒");
			
		}else{
			System.out.println(windowName+"没有取到任务");
			commonService();
			
		}
	}


}</span>

--------------------

/*MainClass.java*/

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;color:#333333;">package cn.itcast.bank;
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++)
		{//产生4个普通窗口
			ServiceWindow commonWindow=new ServiceWindow();
			commonWindow.setWindowId(i);
			commonWindow.start();
		}
		//产生一个快速窗口
		ServiceWindow expressWindow=new ServiceWindow();
		expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
		expressWindow.start();
		//产生一个vip窗口
		ServiceWindow vipWindow=new ServiceWindow();
		vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
		vipWindow.start();
		
		//模拟 三个客户
		//普通客户拿号
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run(){
						Integer number=NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewManager();
						System.out.println(number+"号普通客户等待服务");
					}
				}, 
				0,
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME,
				TimeUnit.SECONDS//调度线程池
	);
		//快速客户拿号
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run(){
						Integer number=NumberMachine.getInstance().getExpressManger().generateNewManager();
						System.out.println(number+"号快速客户等待服务");
						
					}
				}, 
				0,
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME*2,
				TimeUnit.SECONDS//调度线程池
	);
		//VIP客户拿号
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run(){
						Integer number=NumberMachine.getInstance().getVipManager().generateNewManager();
						System.out.println(number+"号VIP客户等待服务");
						
					}
				}, 
				0,
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME*6,
				TimeUnit.SECONDS//调度线程池
	);
</span><span style="line-height:26px"><span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;color:#333333;"><span style="line-height:26px"></span></span>
</span>