银行业务调度系统的项目需求
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（办理和交水电费，电话费之类业务的客户）
异步随机生成类型的客户，生成各类型的概率比例为：
VPI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。
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（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，则优先办理VIP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。
面向对象的分析与设计
l 有三种对应的客户：VIP客户、普通客户、快速客户，异步随机生成各种类型的客户，各类型客户在对其窗口按顺序依次办理业务。
每一个客户可由银行的一个取号器产生的号码的方式来表示。因此，只要有一个号码管理器对象，并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，可以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，这个号码管理机器在整个系统中始终只能有一个，所以他要被设计成单例。
l 各类型客户对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。
各窗口怎么知道该叫哪一个号呢？他一定是问相应的号码管理器，即服务窗口每次找号码管理器获取当前要被服务的号码。
图表分析
l 作图有助于理解和分析问题，看下图：
l NumberMachine类
Ø 定义三个成员变量分别指向三个NumbeeManager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类返回这三个NumberManager对象。
代码如下：
public class NumberMachine {
private NumberMachine(){}
private static NumberMachine instance =newNumberMachine();
public static NumberMachine getInstance(){
returninstance;
}
private NumberManagercommonManager =new NumberManager();
private NumberManagerexpressManager =new NumberManager();
private NumberManagervipManager =new NumberManager();
public NumberManager getCommonManager() {
returncommonManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
returnexpressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
returnvipManager;
}
}
l 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。
代码：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class NumberManager {
private int lastNumber = 0;//号码是唯一的，设置为全局变量
private List<Integer>queueNumbers =new ArrayList<Integer>();
public synchronized Integer generateNewNumber(){
queueNumbers.add(++lastNumber);
returnlastNumber;
}
public synchronized Integer fetchNumber(){
if(queueNumbers.size()>0){
return (Integer)queueNumbers.remove(0);
}else{
return null;
}
}
}
l ServiceWindow类
定义一个start方法，内部启动一个线程，根据服务窗口类别分别循环调用三个不同的方法。
定义单个方法分别对三种客户进行服务，为了观察运行效果，应详细打印其中细节信息。
代码：
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ServiceWindow {
private CustomerTypetype = CustomerType.COMMON;
private int number = 1;
public CustomerType getType() {
returntype;
}
public void setType(CustomerType type) {
this.type = type;
}
public void setNumber(int number){
this.number = number;
}
public void start(){
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(
new Runnable(){
publicvoid run(){
//下面这种写法的运行效率低，最好是把while放在case下面
while(true){
switch(type){
caseCOMMON:
commonService();
break;
caseEXPRESS:
expressService();
break;
caseVIP:
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();//获取普通客户号码
if(serviceNumber !=null ){//号码存在
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();
}
}
}
l Constants类
为了方便阅读，定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME。
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;
}
l Customer类型
通过枚举类型来描述中文类型的客户。
public enum CustomerType {
COMMON,EXPRESS,VIP;
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;
}
}
l MainClass类
创建4个普通窗口、1个快速窗口和1个VIP窗口，并创建三个定时器在不同时间段内产生新的客户号码。
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(){
publicvoid 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(){
publicvoid 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(){
publicvoid 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);
}
}
小结：对多线程的学习，还需进一步加深，对定时器，任务调度理解还有待提高。