黑马程序员——JAVA7K面试题——银行调度系统

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第一讲.概述

通过对张孝祥老师7k面试题视频的学习，边看边敲代码
对比之前的交通灯调度系统，对张老师的代码做了一点简化(去掉了单例设计的NumberMachine)

银行调度系统的需求如下

/**
模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：

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。
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）。
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。

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）。
各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。
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。
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。
分析：首先，这是一个典型的生产消费问题。这里要异步生成三种类型的用户，即生产者有三个，分别负责不同
客户的产生。消费者即窗口有6个。
*/

第二讲.模型设计

需要分别维护普通，快速，VIP三个列表存储相应顾客，那么这个类同时需要提供顾客取号、服务窗口叫号这两种方法
比较典型的生产消费模型，需要对资源进行同步
顾客--->取号--->NumnerManager{包括COMMON，EXPRESS，VIP三种类型}--->叫号--->服务窗口

第三讲. 代码编写——NumberManager号码管理器

被设计为一个枚举类，拥有COMMON、EXPRESS、VIP三个实例
属性：interval代表顾客产生的间隔(还是放在顾客产生的类里好，这里不改了)；number代表服务号

方法：对外提供取号generateNewNumber()，叫号fetchNumber()两大方法。

import java.util.*;
import static it.java.bank.Constants.*;

public enum NumberManager {
	COMMON(COMMON_CUSTOMER_INTERVAL),
	EXPRESS(COMMON_CUSTOMER_INTERVAL*2),
	VIP(COMMON_CUSTOMER_INTERVAL*6);
	private long interval;
	private NumberManager(long interval){
		this.interval=interval;
	}
	public long getInterval(){return interval;}
	private int lastNumber = 1;
	private List<Integer> queueNumber=new ArrayList<>();//program to an interface
	public synchronized Integer generateNewNumber(){
		queueNumber.add(lastNumber);
		return lastNumber++;
	}
	public synchronized Integer fetchServiceNumber(){
		Integer number=null;
		if(queueNumber.size()>0)
			number = queueNumber.remove(0);
		return number;
	}
}

由于枚举类以及常量的定义都在别的文件中，在代码里会利用静态导入的方式，省去了写类名的麻烦。

第四讲.代码编写——ServiceWindow服务窗口程序

字段：windowID窗口号，NumberManager manager对应的服务类型。

commonService、expressService、VIPService为不同类型的服务内容，start为启动线程的代码

import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;
import static it.java.bank.NumberManager.*;

public class ServiceWindow {
	private int windowID=1;
	private NumberManager manager=COMMON;
	public void setWindowID(int windowID) {
		this.windowID = windowID;
	}
	public void setType(NumberManager manager) {
		this.manager = manager;
	}
	
	private void commonService(){
		String windowName = manager+" window "+windowID;
		Integer number=COMMON.fetchServiceNumber();
		System.out.println(windowName+" is fetching common task...");		
		if(number!=null){
			System.out.println("common"+number+" comes to "+windowName);
			long beginTime = System.currentTimeMillis();
			int maxRand=Constants.MAX_SERVICE_TIME-Constants.MIN_SERVICE_TIME;
			long serveTime=new Random().nextInt(maxRand)+1+Constants.MIN_SERVICE_TIME;
			try {
				Thread.sleep(serveTime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis()-beginTime;
			System.out.println(windowName+" spends "+costTime/1000+"s on servicing COMMON"+number);
		}else{
			System.out.println(windowName+" fetching number failed, rest 1s");
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	private void expressService(){
		String windowName = manager+" window "+windowID;		
		Integer number=EXPRESS.fetchServiceNumber();		
		System.out.println(windowName +" is fetching express task...");
		if(number!=null){
			long beginTime = System.currentTimeMillis();
			System.out.println("express"+number+" comes to "+windowName);
			try {
				Thread.sleep(Constants.MIN_SERVICE_TIME);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis()-beginTime;
			System.out.println(windowName+" spends "+costTime/1000+"s on servicing Express"+number);
		}else{
			System.out.println(windowName+" fetching Express number failed, turns to fetching common number...");
			commonService();
		}
	}
	private void VIPService(){
		String windowName = manager+" window "+windowID;
		int maxRand=Constants.MAX_SERVICE_TIME-Constants.MIN_SERVICE_TIME;
		long serveTime=new Random().nextInt(maxRand)+1+Constants.MIN_SERVICE_TIME;		
		Integer number=VIP.fetchServiceNumber();
		System.out.println(windowName+" is fetching VIP task...");
		if(number!=null){
			long beginTime = System.currentTimeMillis();
			System.out.println("VIP"+number+" comes to "+windowName);
			try {
				Thread.sleep(serveTime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			long costTime = System.currentTimeMillis()-beginTime;
			System.out.println(windowName+" spends "+costTime/1000+"s on servicing VIP"+number);
		}else{
			System.out.println(windowName+" fetching VIP number failed, turns to fetching common number...");
			commonService();
		}
	}
	public void start(){
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable(){
			public void run(){
				while(true)
				{
					switch(manager){
						case COMMON:
							commonService();
							break;
						case EXPRESS:
							expressService();
							break;
						case VIP:
							VIPService();
							break;
					}
				}
			}
		});
	}
}

并没有像之前一样把产生线程放在构造方法中，程序只写了相关setter，方便之后对窗口的ID及服务类型做动态更改(张老师想的很细致)。

第五讲.代码编写——CustomerGenerator顾客生产器

模拟各种类型顾客取号等待服务的过程
字段：NumberManager manager代表顾客的类型

方法：在构造方法中创建线程并执行，到时再在main方法中新建三种类型的CustomerGenerator就行了。

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class CustomerGenerator {
	private NumberManager manager;
	CustomerGenerator(NumberManager manager){
		this.manager=manager;
		Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run() {
						Integer number=CustomerGenerator.this.manager.generateNewNumber();
						System.out.println(CustomerGenerator.this.manager+" "+number+" is waiting for service");
					}}, 
				0, 
				manager.getInterval(), 
				TimeUnit.SECONDS);
	}
}

第六讲.代码编写——MainClass主函数

import static it.java.bank.NumberManager.*;

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {
		ServiceWindow window = null;
		//启动服务窗口的线程
		for(int i=1;i<5;i++){
			window = new ServiceWindow();
			window.setWindowID(i);
			window.start();
		}
		window = new ServiceWindow();
		window.setType(EXPRESS);
		window.setWindowID(1);
		window.start();
		
		window = new ServiceWindow();
		window.setType(VIP);
		window.setWindowID(1);
		window.start();
		//启动生产顾客的线程
		new CustomerGenerator(COMMON);
		new CustomerGenerator(EXPRESS);
		new CustomerGenerator(VIP);
	}
}

附录：代码编写——Constants常量

public class Constants {
	public final static int MAX_SERVICE_TIME = 10000;//最大服务时间为10s
	public final static int MIN_SERVICE_TIME = 1000;//最小的服务时间为1s
	public final static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL=1;//普通顾客产生间隔为1s
}

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