面试题之------银行业务调度系统

最新推荐文章于 2025-08-11 21:58:07 发布

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本文介绍了一个基于Java的银行业务调度系统模拟方案。系统通过多线程技术模拟不同类型的客户（VIP、普通、快速）在六个窗口排队办理业务的过程。采用单例模式的取号机分配号码，并使用号码管理器来维护不同类型的客户队列。

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首先是银行业务调度系统的需求

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。

要对用到的对象进行分析了，首先必须要有三种类型的客户，这可以定义枚举，然后要知道，客户进入银行时要到取号机那边去取号码，所以取号机得作为一个对象，而且也只能有这一个对象，因此要用到单例设计，然后窗口也是对象，并且窗口需要到取号机那里去取号码

下面是一个类之间的关系图

然后就是面向对象的编码了

首先是建立号码管理和取号机器的对象

//这是一个取号机器
public class NumberMachine {
	//这个单例设计保证只能有一个该对象
	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();
	//我对外提供的方法，返回的是客户对应的号码管理对象
        public NumberManager getCommonManager() {
		return commonManager;
	}
	public NumberManager getExpressManager() {
		return expressManager;
	}
	public NumberManager getVipManager() {
		return vipManager;
	}	
}

然后是一个号码管理的对象

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class NumberManager {
	private int lastNumber = 0;//这是定义排位靠前的号
	private List queueNumbers = new ArrayList();
	//synchronized同步非静态方法时，是对该类的实例（对象）加锁 同一时刻该对象内只能有一个synchronized方法执行	
        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;
		}
	}
}

关于客户的种类，就是直接定义一个枚举

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;
	}
}

然后是最关键最复杂的两大块了，窗口的设计，和主类中对于整个流程的设计

这是对于窗口的设计

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.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。
 * */
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(){
						//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){
								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();
		}	
	}
}

然后是对主类的设计

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(){
					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, 
				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, 
				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, 
				TimeUnit.SECONDS);
	}

}

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