黑马程序员 java面试之银行调度系统

于 2014-05-06 17:32:40 发布
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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生成及服务过程。系统包括VIP、普通和快速三种客户类型，以及六个业务窗口。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

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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。

2，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）。

3，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。

4，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 线程Sleep的方式模拟）。

5，各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。

6，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。

7， 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。

8， 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：

1，首先通过需求，提取类和对象的信息。 三种对应类型的客户：VIP客户，普通客户，快速客户 ，异步随机生成各种类型的客户，各客户在其对应窗口 顺序依次办理业务 。其实每一个客户其实就是由银行的一个取号机器产生的方式来表示的。所以，想到要有一个号码管理器对象，让这个对象不断地产生号码，就等机生成了客户。

2，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，我想到本系统一共要产生三码管理器对象，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。
3，各类型客户在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。之所以各个窗口知道叫哪一个号，它一定是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。

步骤：

1，定义一个摇号器。

//定义一个摇号器。
public class NumberManager {
	private int lastNumber = 0;
	private List queueNumbers = new ArrayList();
	
	public synchronized Integer generateNewNumber(){
		queueNumbers.add(++lastNumber);
		return lastNumber;
	}
	
	public synchronized Integer fetchNumber(){
		if(queueNumbers.size()>0){
			return (Integer)queueNumbers.remove(0);
		}else{
			return null;
		}
	}
}
2，定义一个管理号码的容器，分别把号码给普通，快速，VIP客户。 

//分给普通，快速，VIP客户号码。
public class NumberMachine {
	
	private NumberMachine(){}
	private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
	public static NumberMachine getInstance(){
		return instance;
	}
	
	private NumberManager commonManager = new NumberManager();
	private NumberManager expressManager = new NumberManager();
	private NumberManager vipManager = new NumberManager();
	public NumberManager getCommonManager() {
		return commonManager;
	}
	public NumberManager getExpressManager() {
		return expressManager;
	}
	public NumberManager getVipManager() {
		return vipManager;
	}
	
}

 3，创建ServiceWindow窗口。 

public class ServiceWindow {
	private static Logger logger = Logger.getLogger("cn.itcast.bankqueue");
	private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
	private int number = 1;

	public CustomerType getType() {
		return type;
	}

	public void setType(CustomerType type) {
		this.type = type;
	}
	
	public void setNumber(int number){
		this.number = number;
	}
	
	public void start(){
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(
				new Runnable(){
					public void run(){
						while(true){
							switch(type){
								case COMMON:
									commonService();
									break;
								case EXPRESS:
									expressService();
									break;
								case VIP:
									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();		
		if(serviceNumber != null ){
			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();
		}	
	}
}

4，定义时间消耗的Constants类。 

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; 	
}

5，主程序入口。 

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();		
		
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run(){
						Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommonManager().generateNewNumber();
						
						System.out.println("第" + serviceNumber + "号普通客户正在等待服务！");						
					}
				},
				0,
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME, 
				TimeUnit.SECONDS);
		
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void 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);
		
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void 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);
	}

}

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