银行业务调度系统

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2024-07-04 19:14:56 229人阅读

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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。

需求的具体分析：

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，每一个客户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，我想到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。
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。
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。

程序的类图：（下划线是表示静态方法、有锁表示是私有方法）

编码具体实现：

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。

NumberManager.javaimport java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*
产生号码和取号码
*/
public class NumberManager {
	private int lastNumber = 0;//表示上一个号码是多少
	private List queueNumbers = new ArrayList();//用ArrayList是因为存取方便，而且面向接口编程使得程序扩展性更强！
	//产生号码方法，由于集合中不能存基本类型，所以要使用自动装箱功能
	public synchronized Integer generateNewNumber(){
		queueNumbers.add(++lastNumber);
		return lastNumber;
	}
	//取号码方法
	public synchronized Integer fetchNumber(){//
		if(queueNumbers.size()>0){
			return (Integer)queueNumbers.remove(0);//从数组列表中删除一个数，同时返回这个数的值
		}else{
			return null;
		}
	}
}

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。

NumberMachine.java/*
叫号机可以得到三种类型客户的号码
*/
public class NumberMachine {
	//由于只需要一部机器就能完成这些功能，所以可以设置成单例模式
	private NumberMachine(){}//将构造方法私有化，就无法在通过new得到一个对象
	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 = new NumberManager();
	//得到普通客户的号码管理方法
	public NumberManager getCommonManager() {
		return commonManager;
	}
	//得到快速客户的号码管理方法
	public NumberManager getExpressManager() {
		return expressManager;
	}
	//得到VIP客户的号码管理方法
	public NumberManager getVipManager() {
		return vipManager;
	}
}

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。

CustomerType.java/*
由于客户类型已经确定，为了以后存取方便，可以用枚举类来表示
三种客户类型分别是：普通客户：COMMON，快速客户：EXPRESS，VIP客户：VIP
*/
public enum CustomerType {
	COMMON,EXPRESS,VIP;
	//复写toString();编码要符合国情，使得运行结果可以让大家都懂，把类型都以中文输出
	public String toString(){
		String name = null;
		switch(this){//这里用this就可以表示对象了，我却是新建对象来表示
		case COMMON:
			name = "普通";
			break;
		case EXPRESS:
			name = "快速";
			break;
		case VIP:
			name = name();
			break;
		}
		return name;
	}
}

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。

ServiceWindow.javaimport java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
 
//创建一个服务窗口，用于给不同客户服务
public class ServiceWindow {
       //定义一个变量，用于记录窗口的属性,默认属性为普通客户
       privateCustomerType type = CustomerType.COMMON;
 
       //创建一个窗口号
       privateint windowId = 1;
       //创建两者的构造方法
       publicvoid setType(CustomerType type) {
              this.type= type;
       }
       publicvoid setWindowId(int windowId) {
              this.windowId= windowId;
       }
       //创建一个开启服务的方法
       publicvoid start(){
              //这里就需要定义一个线程池，用于执行一个独立线程
              Executors.newSingleThreadExecutor().execute(newRunnable(){
                     publicvoid run(){
                            //取出号码
                            while(true){
                                   switch(type){
                                   caseCOMMON:
                                          commonService();
                                          break;
                                   caseEXPRESS:
                                          expressService();
                                          break;
                                   caseVIP:
                                          vipService();
                                          break;
                                   }
                            }
                     }
              });
       }
       //普通用户服务方法
       privatevoid commonService() {
              StringwindowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
              Integernumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().fetchServiceNumber();
              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");
                     //创建服务台为客户服务的时间
                     longbeginTime = System.currentTimeMillis();
                     //创建一个随机值，用于记录客户可能需要服务的随机值
                     intmaxRand = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;
                     //生成这个随机时间
                     longserverTime = new Random().nextInt(maxRand) + 1 + Constants.MIN_SERVICE_TIME;
                     //定义一个为客户服务的最短和最长的时间
                     try{
                            Thread.sleep(serverTime);
                     }catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                     }
                     longcostTime = 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，先休息一会儿");
                     try{
                            Thread.sleep(1000);
                     }catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                     }
              }
       }
      
       //快速用户服务方法
       privatevoid expressService() {
              StringwindowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
              Integernumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchServiceNumber();
              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");
                     //创建服务台为客户服务的时间
                     longbeginTime = System.currentTimeMillis();
                     try{//快速窗口休息的时间只能是最小值
                            Thread.sleep(Constants.MIN_SERVICE_TIME);
                     }catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                     }
                     longcostTime = 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();
              }
       }
             
       //vip用户服务方法
       privatevoid vipService() {
              StringwindowName = "第" + windowId + "号" + type + "窗口";
              Integernumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchServiceNumber();
              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");
                     //创建服务台为客户服务的时间
                     longbeginTime = System.currentTimeMillis();
                     //创建一个随机值，用于记录客户可能需要服务的随机值
                     intmaxRand = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;
                     //生成这个随机时间
                     longserveTime = new Random().nextInt(maxRand) + 1 + Constants.MIN_SERVICE_TIME;
                     //定义一个为客户服务的最短和最长的时间
                     longserverTime = 0;
                     try{
                            Thread.sleep(serverTime);
                     }catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                     }
                     longcostTime = 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();
              }
       }
}

Constants类
定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

Constants.java/*
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; 	
}

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。

MainClass.java

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();
						/**
						 * 采用logger方式，无法看到直观的运行效果，因为logger.log方法内部并不是直接把内容打印出出来，
						 * 而是交给内部的一个线程去处理，所以，打印出来的结果在时间顺序上看起来很混乱。
						 */
						//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);
	}

}

总结：

1、在编码阶段时，成员变量最好定义成超类的类型，这是面向接口编程，容易扩展；

2、做分析最好能循序渐进，编码也是从点到面。如这次的编码就是先写NUM类，再写NUMManager类

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