黑马程序员_Java项目_银行调度系统_黑马程序员java项目-优快云博客

本文介绍了一个银行排队系统的模拟实现，采用Java多线程技术来模拟不同类型客户的到来及不同窗口的服务流程，包括VIP、普通和快速服务窗口。

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一、需求：

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。

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）。

2、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
3、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）。
4、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。
5、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、项目分析：

1、号码管理器类：号码管理器，a.负责向客户生成号码功能 b.负责对窗口提供叫号功能

2、号码机器类：负责生成三种号码：普通客户编号，快速客户编号，vip客户编号；在该系统中，号码机器只有一个，所以需要设计为单例模式，同时，里面需要提供三个普通方法，1、获取普通号码管理器 2、获取快速号码管理器 3、获取vip号码管理器

3、服务窗口类：窗口拥有自己的属性，类型与编号，同时对外提供开始上班的方法；当然也可以由下班的方法，结束服务

4、程序入口类：根据业务需求，启动窗口服务，同时模拟各种客户到来。

5、窗口类别，窗口只有三种类别，所以使用枚举

5、常量类，该类中定义了所需要的常量

三、代码实现

1、号码管理器

package com.itheima.bank;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 该类的主要功能有两个：
 * 1.产生号码，也就是客户进入银行之后，向号码机器取号
 * 2.叫号，窗口叫号，按照号码对客户服务
 * 
 * 考虑到多线程安全问题，这里需要lock，因为多个线程公用一个资源
 */
public class NumberManager {
	private static final Lock lock = new ReentrantLock();
	private int number = 1;//初始编号为1
	private List<Integer> numberQueue = new ArrayList<Integer>();
	/**
	 * 产生号码
	 * @return
	 */
	public Integer generateNumber(){
		try{
			lock.lock();//加锁
			numberQueue.add(number);
			return number++;
		}finally{
			lock.unlock();//解锁
		}
	}
	
	/**
	 * 窗口叫号，获取需要服务的号码
	 * @return
	 */
	public Integer fetchNumber(){
		if(numberQueue.size()>0){
			try{
				lock.lock();//在加锁之后这段处理存在问题，需要在加一次if(numberQueue.size()>0)的判断
				return numberQueue.remove(0);
			}finally{
				lock.unlock();
			}
		}
		return null;
	}
}

2、号码机器

package com.itheima.bank;

/**
 * 号码机器，因为只有一个，所以设置为单例
 * 同时，需要对3中客户产生号码，所以有3个号码管理器的实例
 *
 */
public class NumberMachine {
	private static final NumberMachine instance = new NumberMachine();
	
	private static final NumberManager commonManager = new NumberManager();
	private static final NumberManager expressManager = new NumberManager();
	private static final NumberManager vipManager = new NumberManager();
	
	
	private NumberMachine(){}
	
	public static NumberMachine getInstance(){
		return instance;
	}
	
	/**
	 * @return 返回普通窗口号码管理器
	 */
	public NumberManager getCommonmanager() {
		return commonManager;
	}
	/**
	 * @return 返回VIP窗口号码管理器
	 */
	public NumberManager getVipmanager() {
		return vipManager;
	}
	/**
	 * @return 返回快速窗口号码管理器
	 */
	public NumberManager getExpressmanager() {
		return expressManager;
	}
}

3、窗口类型枚举类

package com.itheima.bank;

public enum WindowType {
	/**
	 * 普通窗口
	 */
	COMMON,
	/**
	 * 快速窗口
	 */
	EXPRESS,
	/**
	 * VIP窗口
	 */
	VIP;
	
	public String toString() {
		switch (this) {
		case COMMON:
			return "普通";
		case EXPRESS:
			return "快速";
		default:
			return this.name();
		}
	};
}

4、常量类

package com.itheima.bank;

/**
 * 常量
 */
public class Constants {

	/**
	 * 最大服务时间
	 */
	public static final int MAX_SERVER_TIME = 10;
	/**
	 * 最小服务时间
	 */
	public static final int MIN_SERVER_TIME = 1;
}

5、服务窗口类

package com.itheima.bank;

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

/**
 * 服务窗口
 * 服务窗口类有编号，类型属性
 */
public class ServerWindow {

	private int windowId = 1;//窗口编号，默认为1号窗口
	private WindowType type = WindowType.COMMON;//默认为普通窗口
	private boolean isWork = true;//是否上班中
	
	//设置setter方法，在外部可以多窗口初始化与修改
	public void setType(WindowType type) {
		this.type = type;
	}
	public void setWindowId(int windowId) {
		this.windowId = windowId;
	}
	/**
	 * 对外提供开始服务的方法【相当于上班】
	 */
	public void start(){
		//开启一个线程，对外提供服务
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable(){
			@Override
			public void run() {
				//如果上班的话，就一直运行
				//定义一个产生随机数的类
				Random mRandom = new Random();
				while(isWork){
					//根据窗口的类型，开始对外服务
					switch (type) {
					case COMMON:
						//普通窗口，只对普通客户服务
						//获取普通客户的号码管理器
						commonService(mRandom);
						break;
					case EXPRESS:
						//快速窗口，如果没有获取到快速客户，就需要为普通客户服务
						//获取快速客户的号码管理器
						expressService(mRandom);
						break;
					case VIP:
						//VIP窗口，如果没有获取到VIP客户，就需要为普通客户服务
						//获取快速客户的号码管理器
						vipService(mRandom);
						break;	
					default:
						break;
					}
				}
			}
		});
	}
	private void vipService(Random mRandom) {
		System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口正在取号");
		Integer vipNumber = NumberMachine.getInstance().getVipmanager().fetchNumber();
		if(vipNumber!=null){
			System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口正为 第   "+ vipNumber+"  号VIP客户服务");
			try{
				TimeUnit.SECONDS.sleep(Constants.MIN_SERVER_TIME);
				System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口为第   "+ vipNumber+"  号VIP客户服务结束，耗时"+Constants.MIN_SERVER_TIME+"秒");
			}catch(Exception e){}
		}else{
			commonService(mRandom);
		}
	}
	private void expressService(Random mRandom) {
		System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口正在取号");
		Integer expressNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressmanager().fetchNumber();
		if(expressNumber != null){
			System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口正为 第   "+ expressNumber+"  号快速客户服务");
			try{
				TimeUnit.SECONDS.sleep(Constants.MIN_SERVER_TIME);
				System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口为第   "+ expressNumber+"  号快速客户服务结束，耗时"+Constants.MIN_SERVER_TIME+"秒");
			}catch(Exception e){}
		}else{
			//如果没有获取到快速客户，就为普通客户服务
			commonService(mRandom);
		}
	}
	private void commonService(Random mRandom) {
		System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口正在取号");
		Integer commonNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonmanager().fetchNumber();
		if(commonNumber != null){
			System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口正为 第   "+ commonNumber+"  号普通客户服务");
			try{
				int serverTime = mRandom.nextInt(Constants.MAX_SERVER_TIME-Constants.MIN_SERVER_TIME)+Constants.MIN_SERVER_TIME;
				TimeUnit.SECONDS.sleep(serverTime);
				System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口为第   "+ commonNumber+"  号普通客户服务结束，耗时"+serverTime+"秒");
			}catch(Exception e){}
		}else{
			System.out.println("第   "+windowId+" 号"+type+"窗口没有获取到普通客户，休息1秒钟");
			try{
				TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
			}catch(Exception e){}
		}
	}
}

6、程序入口类

package com.itheima.bank;

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

/**
 * 主程序入口
 */
public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {
		for(int i = 1; i<=4;i++){
			ServerWindow commonWindow = new ServerWindow();
			commonWindow.setWindowId(i);
			commonWindow.start();//开始叫号
		}
		
		ServerWindow expressWindow = new ServerWindow();
		expressWindow.setWindowId(5);
		expressWindow.setType(WindowType.EXPRESS);
		expressWindow.start();//开始叫号
		
		ServerWindow vipWindow = new ServerWindow();
		vipWindow.setWindowId(6);
		vipWindow.setType(WindowType.VIP);
		vipWindow.start();//开始叫号
		
		//模拟客户到来
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
			@Override
			public void run() {
				int commonNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonmanager().generateNumber();
				System.out.println("第"+commonNumber+"号普通客户正在等待服务");
			}
		}, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);
		
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
			@Override
			public void run() {
				int expressNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressmanager().generateNumber();
				System.out.println("第"+expressNumber+"号快速客户正在等待服务");
			}
		}, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);
		
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
			@Override
			public void run() {
				int vipNumber = NumberMachine.getInstance().getVipmanager().generateNumber();
				System.out.println("第"+vipNumber+"号VIP客户正在等待服务");
			}
		}, 0, 6, TimeUnit.SECONDS);
		
	}
}

四、项目总结

本次项目中使用到的核心技术有：枚举，单例，jdk1.5之后新的线程启动方式，线程间通讯【安全问题】，jdk1.5之后新的加锁机制；项目练习中的核心思想：Java面向对象的设计思想【谁有数据，谁就需要对外提供操作该数据的方法】。通过本次项目学习，了解了jdk1.5之后的新的线程操作方式与共享资源的显式锁机制，更重要的是学习了一种思想，面向对象核心。当然，代码部分还有需要优化的地方。最后，感谢本次项目讲解老师：张孝祥

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