银行业务调度系统

wangqiang6028

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银行业务调度系统多线程面向对象

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。

面向对象的分析与设计

1、服务窗口：普通窗口，VIP窗口以及快速窗口;

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。

2、号码产生器：分别产生三种号码：普通用户的，VIP的，快速用户的并且分发用户号码;

由于有这三类客户，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。

3、号码管理器：管理三种号码产生器;

三种号码产生器对象统一由一个号码管理器进行管理，这个号码管理器在整个系统中始终只能有一个，所以，它要被设计成单例。

具体类的设计与实现

号码产生器类：（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。

具体实现代码如下：

package bank;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class NumberManager {  
	//用户所取号码   
    private int Num=1;
    //定义装号码的容器   
    private List<Integer>queueNumber=new ArrayList<Integer>();
    
    //产生号码，由于它和下面方法操作同一个数据，故需要同步   
    public synchronized Integer generateNum(){
        queueNumber.add(Num);  
        return Num++;  
    }  
    
    //提取号码   
    public synchronized Integer fetchNumber(){
        return queueNumber.remove(0);//获取位于号码集合中的第一个   
    }  
}

号码管理器类（NumberMachine）

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。

并将NumberMachine类设计成单例。

具体实现代码如下：

package bank;
/**
 * 号码管理器 
 * @author Chu
 */
public class NumberMachine {  
	//定义三种不同的用户，以便方便对号码的管理   
	private NumberManager commonManager=new NumberManager();  
	private NumberManager expressManager=new NumberManager();  
	private NumberManager VIPManager=new NumberManager();  
	
	private static NumberMachine numachine=new NumberMachine();  
	//单例设计模式中，构造函数私有化   
	private NumberMachine(){  
	}
	public static NumberMachine getInstance(){  
	    return numachine;  
	}
	
	public NumberManager getCommonManager() {  
	    return commonManager;  
	}  
	public NumberManager getExpressManager() {  
	    return expressManager;  
	}  
	public NumberManager getVIPManager() {  
	    return VIPManager;  
	}  
}

在定义服务窗口之前，需先用枚举定义不同类型的用户。

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。

具体实现代码如下：

package bank;
/**
 * 用户类型
 * @author Chu
 */
public enum CustomerType {  
    COMMON, EXPRESS, VIP;	//三种不同类型的用户   
	
    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;  
    }  
}

服务窗口类（ServiceWindow）

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。

具体实现代码如下：

package bank;

import java.util.Random;  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.logging.Logger;  
  
/**
 * 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 
 * @author Chu
 */
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(){  
                    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();  
        }     
    }  
}

常量类（Constants）

定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

具体实现代码如下：

package bank;
/**
 * 常量类
 * @author Chu
 */
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。

具体实现代码如下：

package bank;

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().generateNumber();  
                    /** 
                     * 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().generateNumber();  
                    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().generateNumber();  
                    System.out.println("第" + serviceNumber + "号VIP客户正在等待服务！");  
                }  
            },  
            0,  
            Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 6,   
            TimeUnit.SECONDS);  
    }  
}

【运行结果】如下：

第1号普通窗口开始获取普通任务!
第3号普通窗口开始获取普通任务!
第2号普通窗口开始获取普通任务!
第4号普通窗口开始获取普通任务!
第1号快速客户正在等待服务！
第1号普通客户正在等待服务！
第4号普通窗口开始为第1号普通客户服务
第1号VIP客户正在等待服务！
第2号普通客户正在等待服务！
第3号普通客户正在等待服务！
第2号快速客户正在等待服务！
.....
.....

对于这个系统，我感觉比前面那个交通灯控制系统要难一些，但是这个项目和交通灯控制系统所用到的知识差不多，主要是把业务逻辑分析好，建立模型，把自己的思路都理清楚，这样能保证代码的质量和效率。

该系统涉及3种客户，每种客户来的时间也不一样，所以必须要设定3个计数器，来分别对应3种客户的流量情况。普通客户来的时候由普通窗口进行服务，Vip客户来的时候由Vip窗口进行服务，快速业务客户来的时候由快速窗口进行服务，当快速客户和Vip客户没有时，这2种窗口可以为普通客户服务。这就需要先判断现在是否有快速客户或者Vip客户，没有的话对应的窗口就可以为普通客服进行服务。客户有无是根据对应的计数器来判断的。

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2013-06-15 23:34
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