一、银行调度业务系统
(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。
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。
（二）面向对象的分析与设计
分析需求1、6、7可知：需要有一个代表服务窗口的类，并且该类还要有一个属性，代表窗口的编号，以及代表窗口服务对象类型的属性；服务窗口有不同的服务对象，而且每种服务的需求也不一样，因此还要写三个服务方法分别服务普通用户、快速用户、VIP用户；由于窗口服务完一个对象后如果后面还有等待服务的对象，那么窗口还要继续服务，所以还要定义一个线程不断的获取服务对象，而且如果是快速窗口和VIP窗口的话，如果快速业务或VIP业务已办理完，那么还要继续服务普通客户。所以定义开始方法，定义一个进程池，根据不同的客户执行不同的服务代码，具体需求如下：
普通客户服务代码，获取对象，如果有对象，为其服务，结束后，再次调用方法，如果没有，先休息一秒钟，再获取对象
快速客户服务代码，获取对象，如果有对象，为其服务，结束后，再次调用方法，如果没有对象，获取普通客户对象，为普通客户服务，服务时间固定为一秒
VIP客户服务代码，获取对象，如果有对象，为其服务，结束后，再次调用方法，如果没有对象，获取普通客户对象，为普通客户服务
将程序中用到的常量在单独的类中定义，单独定义一个枚举类，存放客户类型，并复写toString（）方法。
有三种类型的客户：VIP客户，普通客户，快速客户，异步随机生成各种类型的客户，各种类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。各类型客户在其对应的窗口依次办理业务，准确地说，应该是窗口依次叫号。
各个窗口怎么知道应该叫哪一个号呢？他一定是问相应的号码管理器，即服务窗口每次找号码管理器获取当前要被服务的号码。
服务窗口类的代码如下：
package cn.itcast.bankqueue; 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(); } } }
分析需求2可知：有三种不同的客户类型，因此需要定义一个枚举类型的对象，而且该对象应该复写toString()，让外界知道它是那种客户，CustomerType类的代码如下：
package cn.itcast.bankqueue; public enum CustomerType { COMMON,EXPRESS,VIP; //复写toString() 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; } }
由于前来办理服务的客户不只一个，所以需要对不同的客户产生不同排序号码，因此需要号码管理器对象NumberManager类，让这个对象可以生成新号码，也可一获取下一个排队的号码。
NumberManager类实现取号功能，将号码加入队列中；如果队列中号码个数大于零，则取出队列中的第一个，这里用到了List集合和它的remove()，remove()移除指定位置的元素，而且将被移除的元素返回。因为是多线程，要考虑线程安全，即要线程同步，所以加synchronized。
号码管理器类代码如下：
package cn.itcast.bankqueue; import java.util.ArrayList; import java.util.List; 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; } } }
有了代表客户类型的对象和号码管理器，但是还没有产生这些类型的方法，所以还要定义一个专门生成客户对象的类即代表客户的号码机器NumberMachine 类，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，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号码机器进行管理，这个号码机器在整个系统中只能有一个，所以，它要被设计成单例模式。NumberMachine 类的代码如下：
package cn.itcast.bankqueue; 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; } }
由需求4、5、8可知：还要规定每个多久产生新客户的时间及业务办理的最大时间和最小时间。这里用一个Constants类来表示。假设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，因此Constants类的代码可以如下：
package cn.itcast.bankqueue; 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; }
（三）启动银行业务调度系统
按照题目要求，在启动的时候，生成4个普通窗口，1个快速窗口，1个VIP窗口，调用窗口的start()方法，开始获取相应客户，获取相应客户后为之服务。同时建立线程池，按照客户比例（1:6:3）来设置相应的定时器间隔来生成客户。
MainClass类的代码如下：
package cn.itcast.bankqueue; 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); } }
（四）总结
在这个项目里面，我学到了不少关于面向对象，枚举，集合，单例设计模式，线程池以及线程安全（即线程同步synchronized）和需求分析等高级知识，就面向对象来说，这个项目又一次的验证了这句话：谁拥有数据，谁就对外提供操作这个数据的方法。这个项目和之前的交通灯项目都用到了以上高级知识，让我又一次的加深了对它们的理解，为以后熟练的运用它们打好基础。