本文详细介绍了如何实现银行业务调度系统，包括窗口分类、客户类型管理、服务流程优化等关键步骤。通过多线程处理和单例设计模式，提高了系统的效率和用户体验。
模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：
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：
4) VIP客户 ：普通客户 ：快速客户 = 1：6 ：3。
5) 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）。
6) 各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。
7) 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。
8) 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。
9) 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。
需求分析过程:
模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：
Ø 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。
一次分析：窗口类，分三种，每种窗口处理业务流程不一样。
Ø 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）。
一次分析：客户类，分三种客户，每种客户在不同业务窗口处理对应的事务，在窗口接受客户前要对客户类型进行判断；客户都带有自己的客户标签。
二次分析：客户只有三个类型，枚举。
Ø 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：
Ø VIP客户 ：普通客户 ：快速客户 = 1：6 ：3。
Ø 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）。
一次分析：客户按比例生成，生成客户比例的时间可以按相应的时间间隔生成。业务处理时间有最大值和最小值，快速客户办理业务时间固定。
二次分析：客户通过叫号机获取个人标签，窗口通过叫号机获取下一个服务对象。所以窗口运作流程是：通过叫号机获取下一个服务对象号码，通过号码判断服务的窗口，按不同业务时间间隔完成客户服务，结束服务，叫下一个客户。
Ø 各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。
一次分析：窗口按先来先服务原则处理对应的客户。三种客户可以存放在三个集合当中。
二次分析：叫号机按照顺序出号。
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。
一次分析：当vip客户和快速客户集合中不存在元素时两个窗口可以再普通客户集合中处理普通客户业务。所以vip窗口也快速窗口可以有普通业务处理流程，而普通窗口也有优化处理业务流程，即三个窗口都有全部的业务流程处理系统。
二次分析：窗口判断出客户类型后为普通客户分配到具体窗口时，从1到6号窗口按序判断，假如5号前都有客户而自己没有，则服务。所有业务可以统一到一个方法内，不同步，每个客户对象调用自己的业务方法。每个客户对象带有被判断客户类型的功能。
三次分析：客户判断为快速客户或vip客户时，在分配时要先看对应窗口时候有普通客户，有则号码提前到第一位，所以叫号机要存储窗口下一个要服务的对象。因此叫号机有两个功能，产生号码和存储下一个服务对象。这两个功能不能同时进行，因此要被同步。三种客户被存储在不同区域里进行管理，因此有三个叫号机对象，且每次对应客户用的是同一个对应的叫号机，单例设计模式。
Ø 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。
一次分析：时间类，或者称为常数类，以固定业务最大值和最小值，只有快速客户用最小值。
Ø 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。
对老师的分析的解读：
面向对象的分析与设计
1、有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，各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务 。
1）首先，每一个客户其实就是由银行的一个取号机器产生号码的方式来表示的。所以，我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，就等于随机生成了客户。(客户的”数字化”)
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。（分类处理思想）
2、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。
各个窗口怎么知道该叫哪一个号了呢？
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。（关系的整理，关系图）
NumberManager类
1、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。
2、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。
importjava.util.ArrayList;
importjava.util.List;
publicclass NumberManager {
private int lastNumber = 0;
private List queueNumbers = newArrayList(); //存储需要服务的客户
public synchronized IntegergenerateNewNumber(){//为客户服务,客户来了取走一个队号
queueNumbers.add(++lastNumber);
return lastNumber;
}
public synchronized IntegerfetchNumber(){//服务于窗口,服务完一个叫下一个
if(queueNumbers.size()>0){
return(Integer)queueNumbers.remove(0);
}else{
return null;
}
}
}
NumberMachine类
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。
将NumberMachine类设计成单例。
publicclass NumberMachine {
private NumberMachine(){}
private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
public static NumberMachinegetInstance(){
return instance;
}
private NumberManager commonManager = newNumberManager();
private NumberManager expressManager = newNumberManager();
private NumberManager vipManager = newNumberManager();
public NumberManager getCommonManager(){
return commonManager;
}
public NumberManager getExpressManager(){
return expressManager;
}
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}
}
CustomerType类
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。
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。
publicenum CustomerType {
COMMON,EXPRESS,VIP;
public String toString(){ //获取对应的客户类型
String name = null;
switch(this){
case COMMON:
name = "普通";
break;
case EXPRESS:
name = "快速";
break;
case VIP:
name = name();
break;
}
return name;
}
}
ServiceWondow类
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。
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。
importjava.util.Random;
importjava.util.concurrent.Executors;
importjava.util.logging.Logger;
/**
* 没有把VIP窗口和快速窗口做成子类，是因为实际业务中的普通窗口可以随时被设置为VIP窗口和快速窗口。
* */
publicclass ServiceWindow {
private static Logger logger = Logger.getLogger("cn.itcast.bankqueue");
private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
private int number = 1;
public CustomerType getType() { //获取客户类型
return type;
}
public void setType(CustomerType type){ //设置窗口类型
this.type = type;
}
public void setNumber(int number){ //设置窗口编号
this.number = number;
}
public void start(){
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(
new Runnable(){
public void 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){ //判断服务对象类型
caseCOMMON:
commonService();
break;
caseEXPRESS:
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 = newRandom().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 = newRandom().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();
}
}
}
Mainclass类与Constants类
MainClass类
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。
接着再创建三个定时器，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。
Constants类
定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME
importjava.util.concurrent.Executors;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;
importjava.util.logging.Logger;
publicclass 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); //设置服务窗口编号
window.start(); //按需服务
}
//产生1个快速窗口
ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();
expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS); //设置为快速窗口
expressWindow.start();
//产生1个VIP窗口
ServiceWindow vipWindow = new ServiceWindow();
vipWindow.setType(CustomerType.VIP); //VIP窗口
vipWindow.start();
//普通客户拿号
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void 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, //产生客户间隔时间
TimeUnit.SECONDS);
//快速客户拿号
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,//产生客户间隔时间，按比例
TimeUnit.SECONDS);
//VIP客户拿号
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, //按比例产生客户
TimeUnit.SECONDS);
}
}
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