黑马程序员——JAVA7K面试题——银行调度系统

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第一讲.概述

1. 通过对张孝祥老师7k面试题视频的学习，边看边敲代码
2. 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)
3. 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

1. 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
2. 比较典型的生产消费模型，需要对资源进行同步
3. 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

1. 被设计为一个枚举类，拥有COMMON、EXPRESS、VIP三个实例
2. 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
3. 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;
   }
   }

4. 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

1. 字段：windowID窗口号，NumberManager manager对应的服务类型。
2. 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;
   }
   }
   }
   });
   }
   }

3. 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

1. 模拟各种类型顾客取号等待服务的过程
2. 字段：NumberManager manager代表顾客的类型
3. 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10spublic final static int MIN_SERVICE_TIME = 1000;//最小的服务时间为1spublic final static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL=1;//普通顾客产生间隔为1s}