package com.qdzks;
/*题目:
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。
需要用到的知识剖析:枚举、线程池、良好的面向对象编程
具体的知识点,我会在代码用到的时候讲解
面向对象的分析与设计:
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 。
首先,经常在银行办理业务的人更有利于理解本系统,例如,我经常陪老婆跑银行,对银行的这个业务算是比较熟悉了,我知道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。
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。
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。
NumberManager和NumberMachine类
lNumberManager类
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。
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。
lNumberMachine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。
ServiceWindow与CustomerType枚举类
lCustomerType枚举类
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。
lServiceWindow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。
MainClass类与Constants类
lMainClass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。
lConstants类
定义三个常量:MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME
思想理清楚之后,我们就开始写代码了=========================================*/
//NumberManager类
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
class NumberManager {
//创建一个集合,用于存储取号的客户人员
private int lastNumber=1;
private List<Integer> queueNumber=new ArrayList<Integer>();
public synchronized Integer generateNewManager(){//这个方法用于生成客户,并把客户存于集合中
queueNumber.add(lastNumber);
return lastNumber++;
}
public synchronized Integer fetchServiceNumber(){//这个方法用于取号,当服务窗口进行对客户的服务时,通过这个方法取号
Integer number=null;
if(queueNumber.size()>0)//且记一定要判断集合是否有元素,否则会出现异常
number=queueNumber.remove(0);
return number;
}
}
//NumberMachine类主要用于获取产生客户的类型 设计成单例模式
public class NumberMachine {
private NumberManager commomManager = new NumberManager();
public NumberManager getCommomManager() {
return commomManager;
}
public NumberManager getExpressManager() {
return expressManager;
public NumberManager getVipManager() {
return vipManager;
}
private NumberManager expressManager =new NumberManager();
private NumberManager vipManager=new NumberManager();
设计单例模式饿汉式记住三步
1.将构造函数私有化
2.new 一个私有的本类本类的对象
3.通过静态方法,返回本类对象
//将构造函数私有化
private NumberMachine(){
}
//一个静态私有的本类对象
private static NumberMachine machine=new NumberMachine();
//提供一个方法返回本类对象
public static NumberMachine getInstance(){
return machine;
}
}
定义一个枚举类:枚举类对象为客户的类型
public enum CustomerType {
COMMON,EXPRESS,VIP;//客户类型为普通客户,快速客户,VIP客户
public String toString(){//重写toString 方法
switch(this){//注:switch 里面可以有整数类型的变量 和枚举类型的变量
case COMMON: return "普通";
case EXPRESS: return "快速";
case VIP: return name();
}
return null;
}
}
Contanis 类,主要变量为存储服务的最大时间以及最小时间
public class Contants {
public static int MAX_SERVICE_TIME=10000;
public static int MIN_SERVICE_TIME=1000;
public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME=1;
}
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
ServiceWindow窗口的编写//在这用到了线程池的讲解
线程池的概念与Executors类的应用
首先介绍在TCP服务器编程模型的原理,当一个客户端连接到服务器,服务器要起一个线程为之服,当客户端的回话结束时,线程也就结束了,即每一个客户端连接,服务器 就要为之创建一个新的线程,这好比假设每个报名学员都要通过我来亲自接 待,以便给每个学员一种好的感觉,但每个学员报名手续花费半个小时,对于 50名学生,我一个个接待和为之办手续,显然是不实际的,那么我会怎么做呢
?我会先接待每个学员,打完招呼后,再把他分配给一名工作人员去办理手续 ,这样我就接待了每一名学员.
如果访问服务器的客户端很多,那么服务器要不断的创建和销毁线程, 这样将严重影响服务器的性能,如果真的来一名学员,我们就安排一名新的 工作人员为之服务,这也是不可能的,那么公司岂不是要招很多工作人员.
应该是一名工作人员服务完一名学员,空闲下来后,一旦有新的学员要服务,
我们安排该工作人员,为之服务.
线程池的概念于此类似,首先创建一些线程,他们的集合称为线程池,
当服务器接收到一个客户请求后,就从线程池中取出一个空闲的线程为之服
务,服务完成后不关闭该线程,而是将该线程还回到线程池中.
在线程池的编程模式下,任务是交给整个线程池,而不是直接交给某个线
程,线程池拿到任务偶,他就在内部找有空闲的线程,再把任务交给内部某个
空闲的线程,这就是封装.记住,任务是交给整个线程池,但可以同时向一个线程池中提交多个任务.
创建固定大小的线程池:
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
threadPool.execute(Runnable runnable);
创建缓存的线程池:
如果线程不够自动创建新的线程满足服务
ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
threadPool.execute(Runnable runnable);
创建单一线程池.
线程里面只有一个线程,如果该线程意外死亡,那么系统会自动创建一个新的线程来代替.
ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
threadPool.execute(Runnable runnable);
//执行完任务后关闭线程池,
threadPool.shutdown();
//不管任务是否完成都关闭线程池
threadPool.shutdownNow();
用线程池启动定时器.
Executors.newScheduledThreadPool(3).schedule(new Runnable(){
@Override
publicvoid run() {
}
}, 20, TimeUnit.SECONDS);
public class ServiceWindow {
private CustomerType type=CustomerType.COMMON;//默认的客户类型为普通客户
private int windowId=1;//默认的客户窗口号
public void setType(CustomerType type){//对外提供设置窗口类型的方法和窗口编号的方法
this.type=type;
}
public void setWidowId(int windowId){
this.windowId=windowId;
}
public void run(){
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
pool.execute(new Runnable(){
public void run(){
while(true){
switch(type){
case COMMON: commonService();
break;
case EXPRESS: expressService();break;
case VIP : vipService();break;
}
}
}
});
}
public void commonService(){
String windowName="第"+windowId+"号"+type+"窗口";
Integer number=NumberMachine.getInstance().getCommomManager().fetchServiceNumber();
System.out.println(windowName+"正在获取任务");
if(number!=null){
System.out.println(windowName+"正在为第"+number+"个"+"普通客户服务");
long beginTime=System.currentTimeMillis();
int maxRand=Contants.MAX_SERVICE_TIME-Contants.MIN_SERVICE_TIME;
long serveTime = new Random().nextInt(maxRand)+1+Contants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
Thread.sleep(serveTime);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
long endTime=System.currentTimeMillis();
long costTime=endTime-beginTime;
System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+"普通"+"客户完成服务,耗时"+costTime/1000+"秒");
}else{
System.out.println(windowName+"没有取到任务,休息一秒");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
public void expressService(){
String windowName="第"+windowId+"号"+type+"窗口";
Integer number=NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchServiceNumber();
System.out.println(windowName+"正在获取任务");
if(number!=null){
System.out.println(windowName+"正在为第"+number+"个"+type+"客户服务");
long beginTime=System.currentTimeMillis();
int maxRand=Contants.MAX_SERVICE_TIME-Contants.MIN_SERVICE_TIME;
long serveTime = new Random().nextInt(maxRand)+1+Contants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
Thread.sleep(serveTime);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
long endTime=System.currentTimeMillis();
long costTime=endTime-beginTime;
System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户完成服务,耗时"+costTime/1000+"秒");
}else{
System.out.println(windowName+"没有取到服务任务");
commonService();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
public void vipService(){
String windowName="第"+windowId+"号"+type+"窗口";
Integer number=NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchServiceNumber();
System.out.println(windowName+"正在获取任务");
if(number!=null){
System.out.println(windowName+"正在为第"+number+"个"+type+"客户服务");
long beginTime=System.currentTimeMillis();
int maxRand=Contants.MAX_SERVICE_TIME-Contants.MIN_SERVICE_TIME;
long serveTime = new Random().nextInt(maxRand)+1+Contants.MIN_SERVICE_TIME;
try {
Thread.sleep(serveTime);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
long endTime=System.currentTimeMillis();
long costTime=endTime-beginTime;
System.out.println(windowName+"为第"+number+"个"+type+"客户完成服务,耗时"+costTime/1000+"秒");
}else{
System.out.println(windowName+"没有取到任务");
commonService();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
}
//MainClass编写
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MainClass {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
for(int i=1;i<5;i++){
ServiceWindow commonWindow=new ServiceWindow();
commonWindow.setType(CustomerType.COMMON);
commonWindow.setWidowId(i);
commonWindow.run();
}
ServiceWindow expressWindow=new ServiceWindow();
expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
expressWindow.setWidowId(5);
expressWindow.run();
ServiceWindow vipWindow=new ServiceWindow();
vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
vipWindow.setWidowId(6);
vipWindow.run();
ScheduledExecutorService timer1=Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer1.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
Integer number=NumberMachine.getInstance().getCommomManager().generateNewManager();
System.out.println(number+"普通客户等待服务");
}
},
0,
Contants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME,
TimeUnit.SECONDS);
timer1.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
Integer number=NumberMachine.getInstance().getExpressManager().generateNewManager();
System.out.println(number+"快速客户等待服务");
}
},
0,
Contants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME*2,
TimeUnit.SECONDS);
timer1.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
Integer number=NumberMachine.getInstance().getVipManager().generateNewManager();
System.out.println(number+"VIP客户等待服务");
}
},
0,
Contants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME*6,
TimeUnit.SECONDS);
}
}