黑马程序员-JAVA-银行业务调度系统

本文主要是介绍黑马程序员-JAVA-银行业务调度系统，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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引

传智播客中有一个面试题目项目就是这个银行业务调度系统，今天也来实现一把。

需求分析

这家银行有6个业务窗口，其中4个是普通窗口，1个快速窗口，1个VIP窗口，银行的客户比例为普通：快速：VIP=6：3：1，各个类型用户安排到对应窗口，快速和VIP窗口在空闲时也可以服务普通用户，用户业务办理时间是随机的，有最小值，但快速用户永远是最小值。模拟无需GUI，通过log显示结果
假定最小业务办理时间为30秒，最大600秒
快速和VIP窗口仅在普通窗口全忙时才接收普通用户
用户通过取号器来排队,窗口就绪后由号码排队系统分配客户

第一轮设计

通过一个模拟执行程序执行，执行程序生成一个银行（6个窗口），一个用户模拟（取号），为了方便，采用100倍速模拟。
业务窗口有3种类型，行为上并无不同，仅仅标记的用户偏向不同，采用一个enum业务类型来标识。
用户有明确的业务目的，也就视为：有特定的业务办理时间（假定银行窗口业务员素质相同），有特定的业务类型（普通/快速/VIP），进入银行就有自己的排队号码（未进入设定为-1）。
业务类型有最小和最大办理时间，普通和VIP为（30，600），快速为（30，30）
银行取号系统负责给用户分配排队号码，并给空闲的窗口分配客户。

第二轮设计

窗口应该知道当前服务的客户，窗口应该属于银行，窗口应该有准备就绪开始，计划停止（服务完当前客户）的方法，以通知取号系统。
取号系统应该在没有排队用户时阻塞，取号系统应该为每个窗口尽快分配用户，按：用户采用3个阻塞队列，快速/VIP窗口轮询特有队列和普通队列。普通窗口直接阻塞取普通队列

实现

代码如下：
业务类型

/*** 银行业务分类* @author lz**/
public enum BusinessType {/*** 普通业务 耗时30秒到10分钟*/Normal(30,600),/*** 快速业务 耗时30秒*/Quick(30,30),/*** VIP业务 耗时30秒到10分钟 */VIP(30,600);/*** 最小和最大耗时*/public int minTime,maxTime;private BusinessType(int minTime, int maxTime) {this.minTime = minTime;this.maxTime = maxTime;}
}

客户


/*** 银行客户* @author lz**/
public class BankUser {/*** 来办业务的类型*/public final BusinessType biz;/*** 业务耗时*/public final int bizTime;/*** 排队号码*/public String queueNum;@Overridepublic String toString() {return "BankUser [biz=" + biz + ", bizTime=" + bizTime + ", queueNum="+ queueNum + "]";}public String shortInfo() {return queueNum+"("+bizTime+")";}public BankUser(BusinessType biz, int bizTime) {super();this.biz = biz;this.bizTime = bizTime;}/*** 进入银行排队* @param bank 银行*/public void enQueue(Bank bank){this.queueNum=bank.offerNum(this);Logger.getLogger("BankQueue").info("新客户："+this);}
}

银行，包括窗口和调度系统


import java.time.Instant;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.logging.Logger;import static cc.sisel.util.Quic.*;/*** 银行抽象，包括窗口和业务调度系统 默认构造包含6个窗口 其中一个VIP一个快速，其他普通* * @author lz**/
public class Bank implements Runnable {final BankUserHandler banksys;List<BusinessWindow> servWindows;public Bank(BankUserHandler banksys, List<BusinessWindow> servWindows) {super();this.banksys = banksys;this.servWindows = servWindows;}public Bank() {super();this.banksys = new BankUserHandler();this.servWindows = new ArrayList<Bank.BusinessWindow>(6);this.servWindows.add(new BusinessWindow(BusinessType.VIP));this.servWindows.add(new BusinessWindow(BusinessType.Quick));this.servWindows.add(new BusinessWindow(BusinessType.Normal));this.servWindows.add(new BusinessWindow(BusinessType.Normal));this.servWindows.add(new BusinessWindow(BusinessType.Normal));this.servWindows.add(new BusinessWindow(BusinessType.Normal));}@Overridepublic void run() {ExecutorService exes = Executors.newFixedThreadPool(servWindows.size());for (BusinessWindow businessWindow : servWindows) {exes.execute(businessWindow);businessWindow.readyToService();}// 演示用，控制台输出客户状态Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate((() -> sp("等待客户：" + this.banksys.watingSum() + " 今日客户总数："+ this.banksys.cameUserSum())), 1, 5, TimeUnit.SECONDS);}/*** 取号* * @param bankUser*            取号的用户* @return 号码条*/public String offerNum(BankUser bankUser) {return this.banksys.accept(bankUser);}/*** 业务调度系统 负责分派客户到窗口 并监视银行中等待客户的队列 记录今日来访的客户计数 生成号码条* * @author lz**//*** @author lz**/public class BankUserHandler {BlockingQueue<BankUser> normalQueue = new LinkedBlockingQueue<BankUser>(),quickQueue = new LinkedBlockingQueue<BankUser>(),vipQueue = new LinkedBlockingQueue<BankUser>();private int vipn = 0, quickn = 0, normaln = 0;public int watingSum() {return this.normalQueue.size() + this.quickQueue.size()+ this.vipQueue.size();}public int cameUserSum() {return this.normaln + this.quickn + this.vipn;}/*** 生成号码条* * @param bankUser*            用户* @return 号码条*/private String accept(BankUser bankUser) {switch (bankUser.biz) {case VIP:this.vipQueue.offer(bankUser);return "V" + vipn++;case Quick:this.quickQueue.offer(bankUser);return "Q" + quickn++;case Normal:this.normalQueue.offer(bankUser);return "N" + normaln++;}return null;}/*** 为窗口分派用户，若当前没有则等待1秒* * @param businessWindow*            待分配的窗口* @return 客户*/public BankUser offerUser(BusinessWindow businessWindow) {BankUser offer = null;while (offer == null) {switch (businessWindow.offerType) {case VIP:return this.offerVIP();case Quick:return this.offerQuick();case Normal:return this.offerNormal();}ts(10);}return offer;}/*** 为快速窗口查找匹配的客户* * @return 合适的客户*/private BankUser offerQuick() {if (!this.quickQueue.isEmpty()) {try {return this.quickQueue.take();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return null;} else if (!this.normalQueue.isEmpty()) {try {return this.normalQueue.take();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return null;} return null;}/*** 为VIP窗口查找匹配的客户* * @return 合适的客户*/private BankUser offerVIP() {if (!this.vipQueue.isEmpty()) {try {return this.vipQueue.take();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return null;} else if (!this.normalQueue.isEmpty()) {try {return this.normalQueue.take();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return null;} return null;}/*** 为普通窗口查找匹配的客户* 这个方法是阻塞的* @return 合适的客户*/private BankUser offerNormal() {try {return this.normalQueue.take();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return null;}}/*** 服务窗口* @author lz**/public class BusinessWindow implements Runnable {/*** 窗口序号*/public final int serial;/*** 是否接续服务*/private boolean keepWorking;/*** 当前服务客户*/private BankUser currentServing;/*** 窗口服务类型*/public final BusinessType offerType;public BusinessWindow(BusinessType offerType) {super();this.offerType = offerType;this.serial = Bank.this.servWindows.size();}@Overridepublic String toString() {return "Window[" + offerType.toString().charAt(0) + serial + "]";}public String shortInfo() {return "W[" + offerType.toString().charAt(0) + serial + "]";}/*** 就绪，可以服务*/public void readyToService() {this.keepWorking = true;}/*** 停止，服务完成当前用户就停止*/public void scheduleStop() {this.keepWorking = false;}/*** @return 是否正在服务*/public boolean isBusy() {return currentServing != null;}/*** 服务过程* 服务完成会使当前客户离开*/private void handle() {if (currentServing != null) {// Logger.getLogger("BankQueue").info(this.shortInfo() +// " 开始服务：" + currentServing.shortInfo() + " @" +Instant.now());// sp(this + " 开始服务：" + currentServing + " @" +Instant.now());ts(currentServing.bizTime * 10);Logger.getLogger("BankQueue").info(this.shortInfo() +" 服务完毕：" + currentServing.shortInfo() + " @" +Instant.now());sp(this + " 服务完毕：" + currentServing + " @" + Instant.now());this.currentServing = null;}}/*** 取一个用户*/private void next() {this.currentServing = Bank.this.banksys.offerUser(this);}@Overridepublic void run() {while (true) {if (this.keepWorking) {if(this.currentServing == null){this.next();}this.handle();} else {ts(1000);}}}}
}

模拟器，包括用户生成器


/*** 模拟器* @author lz**/
public class Simulator {public static void main(String[] args) {Logger.getLogger("BankQueue").setLevel(Level.ALL);Bank bank = new Bank();new Thread(bank).start();BankUserGenerator gen=new BankUserGenerator();Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate((() -> gen.randomGen().enQueue(bank)), 100, 300, TimeUnit.MILLISECONDS);}}/*** 模拟银行用户生成器* @author lz**/
class BankUserGenerator{Random r=new Random();BankUser randomGen(){BusinessType biz;int rnum=r.nextInt(10);if(rnum>8){biz=BusinessType.VIP;}else if(rnum>5){biz=BusinessType.Quick;}else{biz=BusinessType.Normal;}return new BankUser(biz, biz.minTime+r.nextInt(biz.maxTime-biz.minTime+1));}
}

分析

这里的快速队列和VIP队列采用了轮询的方式，效率偏低，如果可以，用标记多头阻塞队列是理想的，但是这个容器难度颇大，就没有实现。
而且客户的取号系统基本没有在分配中用上，实际应该维持一个映射，系统应该只对号码操作。
窗口的开关功能虽然实现了，但是没有模拟。

扩展讨论

一个用户在办理业务的时候可能多次往返窗口，这样重新拿号势必麻烦，而银行业务人员有时又需要传递用户，序列操作，最后，这个系统中可以加入用户等待时间统计，预估一个等待时间，提高客户体验，银行的窗口分配策略也可以动态修改就更好了。
这些需求，初步分析，可以通过内部号码生成与插队，动态代理调度系统并传递数据的方式完成，而统计就比较简单了，实现的方式很多。

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