本文介绍了如何模拟实现一个银行业务调度系统，包括6个窗口（1-4号普通，5号快速，6号VIP）。系统异步随机生成VIP、普通和快速客户，比例为1:6:3。各类型客户在对应窗口按顺序办理业务，空闲窗口可处理其他类型业务。设计包括号码管理器、窗口服务和客户类型。通过线程Sleep模拟业务处理时间，并采用单例模式管理号码生成。
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银行业务调度系统要求
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。
二 分析设计
1.客户
有三种对应类型的客户：VIP客户，普通客户，快速客户，一步机随机生成各类型的客户，各类型的客户在其对应的窗口按顺序一次办理业务
1) 每个客户其实就是由银行的一个取号机生成号码的方式来表示，所以我们需要有一个号码管理器对象，让这个对象不断的产生号码，就生成了客户
2) 由于三类客户，每类客户的号码编排都是完全独立的，所以，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，所以它被设计成单例模式
2.窗口
各类型的客户在其对应的窗口按顺序依次办理业务，准确的说，应该是窗口依次叫号，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
NumberManager类
package cn.heima.bankqueue;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*
1、定义一个动态数组即集合，用于存储未服务的号码
2、定义一个产生新号码的方法generateNewManager和获取马上要为之服务的号码的方法fetchServiceNumber，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。
3、同步问题：
要考虑generateNewManager和fetchServiceNumber两个方法是在两个不同的线程中，两个不同的线程要访问相同的数据lastNumber，就需要使用多线程技术
*/
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class NumberManager {
// 定义变量，即下一次产生的号码
private int lastNumber = 1;
// 定义一个动态数组即集合，用于存储未服务的号码
private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();
// 产生号码，返回下一次产生的号码，需要同步
public synchronized Integer generateNewManager() {
// 将产生的号码存入集合
queueNumber.add(++lastNumber);
return lastNumber;
}
// 从号码机中获取取号，需要同步
public synchronized Integer fetchServiceNumber() {
// 取走谁就要将这个取出的值返回，取出什么类型就返回什么类型
if (queueNumber.size() > 0)
return (Integer) queueNumber.remove(0);
return null;
}
}
NumberMachine类
/*
1、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。
2、将NumberMachine类设计成单例。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。
*/
//创建号码管理器类
public class NumberMachine {
// 设计单列
// 私有构造函数
private NumberMachine() {
}
private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
// 公有静态方法，返回这个单例对象的引用
public static NumberMachine getInstance() {
return instance;
}
// 创建三种客户产生号码的机器
private NumberManager commnManager = new NumberManager();
private NumberManager expressManager = new NumberManager();
private NumberManager vipManager = new NumberManager();
// 产生get方法，获取对象
public NumberManager getCommnManager() {
return commnManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}
}
CustomerType类和Constants类
/*有三种窗口：vip：普通：快速=1：6：3
可以使用枚举，表示三种窗口
1、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。
2、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。*/
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;
}
}
// 定义一个类，作为常量值的获取
/*
*
* 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 class Constants {
public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000;
public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000;
public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1;
}
ServiceWindow类
/*
1、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。
2、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。
*/
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
//创建服务窗口类
public class ServiceWindow {
// 定义一个变量，表示窗口类型，默认为普通窗口
private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
private int windowId = 1;
// 定义两个私有变量的set方法，不一定非要像上面一样指定
public CustomerType getType() {
return type;
}
public void setType(CustomerType type) {
this.type = type;
}
public void setWindowId(int windowId) {
this.windowId = windowId;
}
// 叫号的方法，
public void start() {
// 创建单独的线程
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {
public void run() {
// 不停的取号
while (true) {
/*
* if(type == CustomerType.COMMON) //通过号码机要号码管理器中产生的号码
* NumberMachine.getInstance().getCommnManager(); else
* if()...; else....;
*/
// 不同的类型客户有不同的服务
switch (type) {
case COMMON:
commonService();
break;
case EXPRESS:
expressService();
break;
case VIP:
vipService();
break;
}
}
}
});
}
// 创建普通客户服务
private void commonService() {
// 开始叫号
String windowName = "第*" + windowId + "*号" + type + "窗口";
System.out.println(windowName + "开始获取普通任务!");
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager()
.fetchServiceNumber();
if (serviceNumber != null) {
// 如果有服务号码，就开始服务
System.out.println(windowName + "开始为第" + serviceNumber + "号普通客户服务");
// 普通客户服务耗时的区间
int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME
- Constants.MIN_SERVICE_TIME;
// 普通客户消耗的时间，随机产生
int serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom) + 1
+ Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
// 运行sleep，即表示正在服务
Thread.sleep(serviceTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 完成服务
System.out.println(windowName + "完成为第" + serviceNumber
+ "号普通客户服务，总共耗时" + serviceTime / 1000 + "秒");
} else {
// 如果没有服务号码产生，则空闲
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();
}
}
}
// 创建VIP服务
private void vipService() {
// 开始叫号
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager()
.fetchServiceNumber();
String windowName = "第*" + windowId + "*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");
// VIP客户服务耗时的区间
int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME
- Constants.MIN_SERVICE_TIME;
int serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom) + 1
+ Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
// 运行sleep，即表示正在服务
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 {
// 如果没有服务号码产生，即快速窗口空闲时，则可为普通客户服务
System.out.println(windowName + "没有取到VIP任务！");
commonService();
}
}
// 创建快速服务
private void expressService() {
// 开始叫号
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager()
.fetchServiceNumber();
String windowName = "第*" + windowId + "*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");
// 快速客户服务耗时为最小值
int serviceTime = Constants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
// 运行sleep，即表示正在服务
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 {
// 如果没有服务号码产生，即VIP窗口空闲时，则可为普通客户服务
System.out.println(windowName + "没有取到快速任务！");
commonService();
}
}
}
BankTest主类
/*
1、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。
2、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。
*/
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class BankTest {
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.setWindowId(i);
window.start();
}
// 产生1个快速窗口
ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();
expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
expressWindow.start();
// 产生一个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() {
// 创建线程，运行普通客户服务
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance()
.getCommnManager().generateNewManager();
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() {
// 创建线程，运行快速客户服务
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance()
.getExpressManager().generateNewManager();
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() {
// 创建线程，运行VIP客户服务
Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance()
.getVipManager().generateNewManager();
System.out.println("第" + serviceNumber + "号VIP客户正在等待服务！");
}
}, 0, Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 6, TimeUnit.SECONDS);
}
}
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