黑馬程序員面試技巧--->銀行業務系統

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一、需求：

模擬實現銀行業務調度系統邏輯，具體需求如下：

1、銀行內有6個業務窗口，1 - 4號窗口爲普通窗口，5號窗口爲快速窗口，6號窗口爲VIP窗口。

2、有三種對應類型的客戶：VIP客戶，普通客戶，快速客戶（辦理如交水電費、電話費之類業務的客戶）。

3、異步隨機生成各種類型的客戶，生成各類型用戶的概率比例爲：

VIP客戶：普通客戶：快速客戶 = 1 ：6 ：3

4、客戶辦理業務所需時間有最大值和最小值，在該範圍內隨機設定每個VIP客戶以及普通客戶辦理業務所需的時間，快速客戶辦理業務所需時間爲最小值（提示：辦理業務的過程可通過線程Sleep的方式模擬）。

5、各類型客戶在其對應窗口按順序依次辦理業務。

6、當VIP（6號）窗口和快速業務（5號）窗口沒有客戶等待辦理業務的時候，這兩個窗口可以處理普通客戶的業務，而一旦有對應的客戶等待辦理業務的時候，則優先處理對應客戶的業務。

7、隨機生成客戶時間間隔以及業務辦理時間最大值和最小值自定，可以設置。

不要求實現GUI，只考慮系統邏輯實現，可通過Log方式展現程序運行結果。

二、需求分析：

一）、圖解分析：

二）、面向對象的分析與設計：

1、有三種客戶：VIP客戶、普通客戶、快速客戶。需要異步隨機產生各種類型的客戶。

1）每一個客戶其實就是由銀行的一個取號機器產生號碼的方式來表示的。所以，要有一個號碼管理器對象，讓這個對象不斷地產生號碼，就等於隨機生成了客戶。

2）由於有三類客戶，每類客戶的號碼編排都是完全獨立的，所以，本系統一共要產生三個號碼管理器對象，各自管理一類用戶的排隊號碼。這三個號碼管理器對象統一由一個號碼機器進行管理，這個號碼機器在整個系統中始終只能有一個，所以，它要被設計成單例。

2、各類客戶到對應的窗口辦理業務，是窗口在叫號

1）窗口內部知道如何叫號，是通過號碼機器獲取的號，所以它內部有這個叫號的方法

2）各類客戶並不知道怎麼操作叫號的方法，只是被叫到

三、程序的編寫：

一）：NmuberManager類的編寫 ---> 產生號碼的機器類

分析：

1、定義一個動態數組即集合，用於存儲未服務的號碼

2、定義一個產生新號碼的方法generateNewManager和獲取馬上要爲之服務的號碼的方法fetchServiceNumber，這兩個方法被不同的線程操作了相同的數據，所以，要進行同步。

3、同步問題：

要考慮generateNewManager和fetchServiceNumber兩個方法是在兩個不同的線程中，兩個不同的線程要訪問相同的數據lastNumber，就需要使用多線程技術

代碼實現：

package com.baidu.interview.bank;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class NumberManager {
	//定義變量，即下一次產生的號碼
	private int lastNumber = 1;
	//定義一個動態數組即集合，用於存儲未服務的號碼
	private List<Integer> queueNumber = new ArrayList<Integer>();
	//產生號碼，返回下一次產生的號碼，需要同步
	public synchronized Integer generateNewManager(){
		//將產生的號碼存入集合
		queueNumber.add(++lastNumber);
		return lastNumber;
	}
	
	//從號碼機中獲取取號，需要同步
	public synchronized Integer fetchServiceNumber(){
		//取走誰就要將這個取出的值返回，取出什麼類型就返回什麼類型
		if(queueNumber.size()>0)
			return (Integer)queueNumber.remove(0);
		return null;
	}
}

二）NumberMachine類的編寫：

分析：

1、定義三個成員變量分別指向三個NumberManager對象，分別表示普通、快速和VIP客戶的號碼管理器，定義三個對應的方法來返回這三個NumberManager對象。

2、將NumberMachine類設計成單例。這三個號碼管理器對象統一由一個號碼機器進行管理，這個號碼機器在整個系統中始終只能有一個，所以，它要被設計成單例。

代碼實現：

package com.baidu.interview.bank;
//創建號碼管理器類
public class NumberMachine {
	//設計單列
	//私有構造函數
	private NumberMachine(){}
	private static NumberMachine instance = new NumberMachine();
	//公有靜態方法，返回這個單例對象的引用
	public static NumberMachine getInstance(){
		return instance;
	}
	//創建三種客戶產生號碼的機器
	private NumberManager commnManager = new NumberManager();
	private NumberManager expressManager = new NumberManager();
	private NumberManager vipManager = new NumberManager();
	
	//產生get方法，獲取對象
	public NumberManager getCommnManager() {
		return commnManager;
	}
	public NumberManager getExpressManager() {
		return expressManager;
	}
	public NumberManager getVipManager() {
		return vipManager;
	}
}

三）CustomerType枚舉類和Constants類的編寫：

第一、CustomerType類

分析：

1、系統中有三種類型的客戶，所以用定義一個枚舉類，其中定義三個成員分別表示三種類型的客戶。

2、重寫toString方法，返回類型的中文名稱。這是在後面編碼時重構出來的，剛開始不用考慮。

代碼實現：

package com.baidu.interview.bank;
/*有三種窗口：vip：普通：快速=1：6：3
	 * 可以使用枚舉，表示三種窗口*/
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;
	}
}

第二、Constants類

作爲一個常量類，用於提供各種常量值

代碼實現：

package com.baidu.interview.bank;
//定義一個類，作爲常量值的獲取
public class Constants {
	public static int MAX_SERVICE_TIME = 10000;
	public static int MIN_SERVICE_TIME = 1000;
	public static int COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME = 1;
	
}

說明：

每個普通窗口服務一個客戶的平均時間爲5秒，一共有4個這樣的窗口，也就是說銀行的所有普通窗口合起來，平均1.25秒內可以服務完一個普通客戶，再加上快速窗口和VIP窗口也可以服務普通客戶，所以，1秒鐘產生一個普通客戶比較合理

四）ServiceWindow類的編寫

分析：

1、定義一個start方法，內部啓動一個線程，根據服務窗口的類別分別循環調用三個不同的方法。

2、定義三個方法分別對三種客戶進行服務，爲了觀察運行效果，應詳細打印出其中的細節信息。

代碼實現：

package com.baidu.interview.bank;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
//創建服務窗口類
public class ServiceWindow {
	//定義一個變量，表示窗口類型，默認爲普通窗口
	private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
	private int windowId = 1;
	//定義兩個私有變量的set方法，不一定非要像上面一樣指定
	public CustomerType getType(){
		return type;
	}
	
	public void setType(CustomerType type) {
		this.type = type;
	}

	public void setWindowId(int windowId) {
		this.windowId = windowId;
	}
	
	
	//叫號的方法，
	public void start(){
		//創建單獨的線程
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {
			public void run() {
				//不停的取號
				while(true){
					/*if(type == CustomerType.COMMON)
					//通過號碼機要號碼管理器中產生的號碼
					NumberMachine.getInstance().getCommnManager();
					else if()...;
					else....;*/
					//不同的類型客戶有不同的服務
					switch(type){
						case COMMON:
							commonService();
							break;
						case EXPRESS:
							expressService();
							break;
						case VIP:
							vipService();
							break;
					}	
				}
			}
		}); 
	}

	//創建普通客戶服務
	private void commonService(){
		//開始叫號
		String windowName = "第*" + windowId + "*號" + type + "窗口";
		System.out.println(windowName + "開始獲取普通任務!");
		Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager().fetchServiceNumber();
		if(serviceNumber != null){
			//如果有服務號碼，就開始服務
			System.out.println(windowName + "開始爲第" + serviceNumber + "號普通客戶服務");
			//普通客戶服務耗時的區間
			int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;
			//普通客戶消耗的時間，隨機產生
			int serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom) + 1 + Constants.MIN_SERVICE_TIME;
			try {
				//運行sleep，即表示正在服務
				Thread.sleep(serviceTime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			//完成服務
			System.out.println(windowName + "完成爲第" + serviceNumber + "號普通客戶服務，總共耗時" + serviceTime/1000 + "秒");
		}else{
			//如果沒有服務號碼產生，則空閒
			System.out.println(windowName + "沒有取到普通任務，正在空閒一秒");
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	//創建VIP服務
	private void vipService() {
		//開始叫號
		Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager().fetchServiceNumber();
		String windowName = "第*" + windowId + "*號" + type + "窗口";
		System.out.println(windowName + "開始獲取VIP任務!");
		if(serviceNumber != null){
			System.out.println(windowName + "開始爲第" + serviceNumber + "號VIP客戶服務");
			//VIP客戶服務耗時的區間
			int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;
			int serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom) + 1 + Constants.MIN_SERVICE_TIME;
			try {
				//運行sleep，即表示正在服務
				Thread.sleep(serviceTime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(windowName + "完成爲第" + serviceNumber + "號VIP客戶服務，總共耗時" + serviceTime/1000 + "秒");
		}else{
			//如果沒有服務號碼產生，即快速窗口空閒時，則可爲普通客戶服務
			System.out.println(windowName + "沒有取到VIP任務！");
			commonService();
		}
	}
	//創建快速服務
	private void expressService() {
		//開始叫號
		Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager().fetchServiceNumber();
		String windowName = "第*" + windowId + "*號" + type + "窗口";
		System.out.println(windowName + "開始獲取快速任務!");
		if(serviceNumber != null){
			System.out.println(windowName + "開始爲第" + serviceNumber + "號快速客戶服務");
			//快速客戶服務耗時爲最小值
			int serviceTime = Constants.MIN_SERVICE_TIME;
			try {
				//運行sleep，即表示正在服務
				Thread.sleep(serviceTime);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(windowName + "完成爲第" + serviceNumber + "號快速客戶服務，總共耗時" + serviceTime/1000 + "秒");
		}else{
			//如果沒有服務號碼產生，即VIP窗口空閒時，則可爲普通客戶服務
			System.out.println(windowName + "沒有取到快速任務！");
			commonService();			
		}
	}
}

五）主類的編寫

測試：

1、用for循環創建出4個普通窗口，再創建出1個快速窗口和一個VIP窗口。

2、再創建三個定時器，分別定時去創建新的普通客戶號碼、新的快速客戶號碼、新的VIP客戶號碼。

代碼實現：

package com.baidu.interview.bank;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class BankTest {
	public static void main(String[] args) {
		//產生4個普通窗口
		for(int i=1;i<5;i++){
			ServiceWindow window = new ServiceWindow();
			window.setWindowId(i);
			window.start();
		}
		
		//產生1個快速窗口
		ServiceWindow expressWindow = new ServiceWindow();
		expressWindow.setType(CustomerType.EXPRESS);
		expressWindow.start();
		
		//產生一個VIP窗口
		ServiceWindow vipWindow = new ServiceWindow();
		vipWindow.setType(CustomerType.VIP);
		vipWindow.start();
		
		//普通客戶拿號
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable() {
					public void run() {
						// 創建線程，運行普通客戶服務
						Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager().generateNewManager();
						System.out.println("第" + serviceNumber + "號普通客戶正在等待服務！");
					}
				},
				0,
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME,
				TimeUnit.SECONDS
			);
		//快速客戶拿號
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable() {
					public void run() {
						//創建線程，運行快速客戶服務
						Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().generateNewManager();
						System.out.println("第" + serviceNumber + "號快速客戶正在等待服務！");						
					}
				},
				0,
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 2,
				TimeUnit.SECONDS
			);
		//VIP客戶拿號
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
				new Runnable() {
					public void run() {
						//創建線程，運行VIP客戶服務
						Integer serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().generateNewManager();
						System.out.println("第" + serviceNumber + "號VIP客戶正在等待服務！");
					}
				},
				0,
				Constants.COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME * 6,
				TimeUnit.SECONDS
			);
	}
}

四、優化：

我針對於ServiceWindow的代碼，進行了一下簡單的優化，結果也不錯，代碼如下：

package com.baidu.interview.bank;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;

//常見服務窗口類
public class ServiceWindow {
	//定義一個變量，表示窗口類型，默認爲普通窗口
	private CustomerType type = CustomerType.COMMON;
	private int windowId = 1;
	//定義兩個私有變量的set方法，不一定非要像上面一樣指定
	public CustomerType getType() {
		return type;
	}
	public void setType(CustomerType type) {
		this.type = type;
	}
	public void setWindowId(int windowId) {
		this.windowId = windowId;
	}
	//定義全局變量
	String windowName = null;//窗口號
	Integer serviceNumber = null;//服務號碼
	//耗時的區間
	int maxRandom = Constants.MAX_SERVICE_TIME - Constants.MIN_SERVICE_TIME;
	int serviceTime = new Random().nextInt(maxRandom) + 1 + Constants.MIN_SERVICE_TIME;;
	
	//叫號的方法
	public void start(){
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {
			public void run() {
				//不停的取號 
				while(true){
					switch(type){
					case COMMON:
						commonService();
						break;
					case EXPRESS:
						expressService();
						break;
					case VIP:
						vipService();
						break;
					}
				}
			}
		});
	}
	
	private void commonService() {
		//開始叫號
		windowName = "第*" + windowId + "*號" + type + "窗口";
		System.out.println(windowName + "開始獲取普通任務!");
		serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getCommnManager().fetchServiceNumber();
		if(serviceNumber!=null){
			service(CustomerType.COMMON,serviceTime);
		}else{
			//如果沒有服務號碼產生，則空閒
			System.out.println(windowName + "沒有取到普通任務，正在空閒一秒");
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	
	private void vipService() {
		//開始叫號
		windowName = "第*" + windowId + "*號" + type + "窗口";
		System.out.println(windowName + "開始獲取vip任務!");
		serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getVipManager().fetchServiceNumber();
		if(serviceNumber!=null)
			service(CustomerType.VIP,serviceTime);
		else{
			//如果沒有服務號碼產生，則空閒
			System.out.println(windowName + "沒有取到vip任務！");
			commonService();
		}
	}

	private void expressService() {
		//開始叫號
		windowName = "第*" + windowId + "*號" + type + "窗口";
		System.out.println(windowName + "開始獲取快速任務!");
		serviceNumber = NumberMachine.getInstance().getExpressManager().fetchServiceNumber();
		if(serviceNumber!=null)
			service(CustomerType.EXPRESS,Constants.MIN_SERVICE_TIME);
		else{
			//如果沒有服務號碼產生，則空閒
			System.out.println(windowName + "沒有取到快速任務！");
			commonService();
		}
	}
	
	//對於有服務的號碼，就開始服務
	private void service(CustomerType typeName,int serviceTime){
		System.out.println(windowName + "開始爲第" + serviceNumber + "號" + typeName + "客戶服務");
		try {
			Thread.sleep(serviceTime);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(windowName + "完成爲第" + serviceNumber + "號" + typeName + "客戶服務，總共耗時" + serviceTime/1000 + "秒");
	}	
}

總結與展望

通過對這兩個系統的學習，感覺自己能聽懂，但是寫不出來，只能一點一點分析，還是會有疏漏的地方，張孝祥老師說的一句話特別對我有啓發，大概意思是：爲什麼他能想到要這麼寫，在這個地方加上這個變量，就是因爲代碼敲多了。所以在接下來的半個月，我要加大力度不斷敲代碼，讓所學的只是儘量做到融會貫通。

通過看這幾天的高薪技術，確實發現自己還有很多基礎知識要再鞏固加強，我一直堅信：基礎打牢了，做什麼都不怕，以前就是因爲害怕去面對，所以，纔不能做好一件事，所以，這一次，我一定要做好java這件事，一輩子就只做好這一件事。

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