---------------------- ASP.Net+Android+IOS開發、.Net培訓、期待與您交流！ ----------------------
做項目前的準備工作：
1、對於複雜的需求如果想不明白最好的辦法就是畫圖分析
2、如何成爲一個面向對象設計的高手，記住一句話：誰擁有數據，誰就對外提供操作數據的方法
面向對象的分析與設計
對象：紅綠燈，紅綠燈的控制系統，汽車，路線。
1、汽車看到自己所在路線對應的燈綠了就穿過路口嗎？不是，還需要看其前面是否有車，看前面是否有車，該問路，路中存儲着車輛的集合，顯然路上就應該有增加車輛和減少車輛的方法了。
2、這裏並不要體現車輛移動的過程，只是捕捉出車輛穿過路口的過程，也就是捕捉路上減少一輛車的過程，所以，這個車並不需要單獨設計成爲一個對象，用一個字符串表示就可以了。
題目分析：
信號燈，
1、不考慮黃燈，只考慮紅燈和綠燈
2、車輛右轉不受燈的影響
車輛，
1、分爲直行和左轉
2、燈爲綠時，先放行直行的車輛，然後再放行左轉的車輛
3、每輛車通過路口的時間設定
4、車不是一到等變綠就運行的，還要判斷前面是否爲其他的車
5、路上的車是不斷的增加和減少的
路線，
1、路上纔有車，所以路應該設計成一個對象
2、共有12條路線，這裏爲了方便分析，只着重四條線
3、方向相對的線路同方向行駛時可以同時放行
共有12條線路：分別定爲S（南）、N（北）、E（東）、W（西）
S2N：表示從南到北的線路；N2S：表示從北到南的線路
S2W：表示從南向西的線路；W2S：表示從西向南的線路
1、從S方向出發的車：S2W和S2N這兩個方向的線路 ---- 要求是先放行直行再放行左轉，所以這裏面是S2N先放行，S2W後放行
2、從E方向出發的車：E2W和E2S這兩個方向的線路 ---- 要求是先放行直行再放行左轉，所以這裏面是E2W先放行，E2S後放行
通過java.util.concurrent.ExecutorService類的靜態方法newSingleThreadExecutor產生線程池的方法，創建一個線程池，這個方法產生的線程池中僅僅含有一個線程。
通過線程池(ExecutorService類的實例)的execute方法來執行Runnable實現子類實例中run方法的內容。----- execute方法相當於原來的線程實例的start方法
交通燈控制器類設計成單例模式
線程池:
線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務添加到隊列，然後在創建線程後自動啓動這些任務。線程池線程都是後臺線程。每個線程都使用默認的堆棧大小，以默認的優先級運行，並處於多線程單元中。
說白了就是找了一個專門的存儲空間來存儲線程,而這個存儲空間就叫線程池,他也是一個類,是一個容器類,和集合不同的是他只存儲線程,然而通過我上網連接,好像線程池所擁有的線程數量是固定的,如果要運行的線程多出了線程池的最大數量,那麼會進行排隊.
需求：
模擬實現十字路口的交通燈管理系統邏輯，具體需求如下：
異步隨機生成按照各個路線行駛的車輛。
例如：
由南向而來去往北向的車輛 ---- 直行車輛
由西向而來去往南向的車輛 ---- 右轉車輛
由東向而來去往南向的車輛 ---- 左轉車輛
。。。
信號燈忽略黃燈，只考慮紅燈和綠燈。
應考慮左轉車輛控制信號燈，右轉車輛不受信號燈控制。
具體信號燈控制邏輯與現實生活中普通交通燈控制邏輯相同，不考慮特殊情況下的控制邏輯。
注：南北向車輛與東西向車輛交替放行，同方向等待車輛應先放行直行車輛而後放行左轉車輛。
每輛車通過路口時間爲1秒（提示：可通過線程Sleep的方式模擬）。
隨機生成車輛時間間隔以及紅綠燈交換時間間隔自定，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。
面向對象的分析與設計
1、每條路線上都會出現多輛車，路線上要隨機增加新的車，在燈綠期間還要每秒鐘減少一輛車。
設計一個Road類來表示路線，每個Road對象代表一條路線，總共有12條路線，即系統中總共要產生12個Road實例對象。
每條路線上隨機增加新的車輛，增加到一個集合中保存。
每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否爲綠，是則將本路線保存車的集合中的第一輛車移除，即表示車穿過了路口。
2、每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否爲綠，一個燈由綠變紅時，應該將下一個方向的燈變綠。
設計一個Lamp類來表示一個交通燈，每個交通燈都維護一個狀態：亮（綠）或不亮（紅），每個交通燈要有變亮和變黑的方法，並且能返回自己的亮黑狀態。
總共有12條路線，所以，系統中總共要產生12個交通燈。右拐彎的路線本來不受燈的控制，但是爲了讓程序採用統一的處理方式，故假設出有四個右拐彎的燈，只是這些燈爲常亮狀態，即永遠不變黑。
除了右拐彎方向的其他8條路線的燈，它們是兩兩成對的，可以歸爲4組，所以，在編程處理時，只要從這4組中各取出一個燈，對這4個燈依次輪詢變亮，與這4個燈方向對應的燈則隨之一同變化，因此Lamp類中要有一個變量來記住自己相反方向的燈，在一個Lamp對象的變亮和變黑方法中，將對應方向的燈也變亮和變黑。每個燈變黑時，都伴隨者下一個燈的變亮，Lamp類中還用一個變量來記住自己的下一個燈。
無論在程序的什麼地方去獲得某個方向的燈時，每次獲得的都是同一個實例對象，所以Lamp類改用枚舉來做顯然具有很大的方便性，永遠都只有代表12個方向的燈的實例對象。
設計一個LampController類，它定時讓當前的綠燈變紅。
1、接口 ExecutorService
繼承於 Executor， Executor 提供了管理終止的方法，以及可爲跟蹤一個或多個異步任務執行狀況而生成 Future 的方法。
2、接口 ScheduledExecutorService
schedule 方法使用各種延遲創建任務，並返回一個可用於取消或檢查執行的任務對象。scheduleAtFixedRate 和scheduleWithFixedDelay 方法創建並執行某些在取消前一直定期運行的任務。
3、枚舉 TimeUnit
java.util.concurrent
TimeUnit 表示給定單元粒度的時間段，它提供在這些單元中進行跨單元轉換和執行計時及延遲操作的實用工具方法。TimeUnit 不維護時間信息，但是有助於組織和使用可能跨各種上下文單獨維護的時間表示形式。毫微秒定義爲千分之一微秒，微秒爲千分之一毫秒，毫秒爲千分之一秒，一分鐘爲六十秒，一小時爲六十分鐘，一天爲二十四小時。
TimeUnit 主要用於通知基於時間的方法如何解釋給定的計時參數。例如，如果 lock 不可用，則以下代碼將在 50 毫秒後超時：
TimeUnit的常量:
DAYS 天
HOURS 小時
MINUTES 分
SECONDS 秒
MILLISECONDS 毫秒
NANOSECONDS 十億分之一秒
MICROSECONDS 一百萬分之一秒，微秒
4、方法 newScheduledThreadPool()
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
創建一個線程池，它可安排在給定延遲後運行命令或者定期地執行。
參數：corePoolSize - 池中所保存的線程數，即使線程是空閒的也包括在內。
返回：新創建的安排線程池
5、方法 newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
創建一個使用單個 worker 線程的 Executor，以無界隊列方式來運行該線程。（注意，如果因爲在關閉前的執行期間出現失敗而終止了此單個線程，那麼如果需要，一個新線程將代替它執行後續的任務）。可保證順序地執行各個任務，並且在任意給定的時間不會有多個線程是活動的。與其他等效的 newFixedThreadPool(1) 不同，可保證無需重新配置此方法所返回的執行程序即可使用其他的線程。
返回：新創建的單線程 Executor
6、方法 execute()
public void execute(Runnable command)
使用所要求的零延遲執行命令。這在效果上等同於調用 schedule(command, 0, anyUnit)。注意，對由 shutdownNow 所返回的隊列和列表的檢查將訪問零延遲的 ScheduledFuture，而不是 command 本身。
覆蓋：類 ThreadPoolExecutor 中的 execute
參數：command - 要執行的任務。
7、方法 scheduleAtFixedRate()
ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)
創建並執行一個在給定初始延遲後首次啓用的定期操作，後續操作具有給定的週期；也就是將在 initialDelay 後開始執行，然後在 initialDelay+period 後執行，接着在 initialDelay + 2 * period 後執行，依此類推。
參數：
command - 要執行的任務
initialDelay - 首次執行的延遲時間
period - 連續執行之間的週期
unit - initialDelay 和 period 參數的時間單位
返回：表示掛起任務完成的 ScheduledFuture，並且其 get()方法在取消後將拋出異常
Road類的編寫
每個Road對象都有一個name成員變量來代表方向，有一個vehicles成員變量來代表方向上的車輛集合。
在Road對象的構造方法中啓動一個線程每隔一個隨機的時間向vehicles集合中增加一輛車（用一個“路線名_id”形式的字符串進行表示）。
在Road對象的構造方法中啓動一個定時器，每隔一秒檢查該方向上的燈是否爲綠，是則打印車輛集合和將集合中的第一輛車移除掉。
代碼
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Road {
//創建一個車輛集合
private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();
//定義路線名稱
private String name =null;
//Road類的構造方法,接收路線名
public Road(String name){
this.name = name;
//在構造方法中啓動一個定時器，每隔一秒檢查該方向上的燈是否爲綠，
//是則打印車輛集合和將集合中的第一輛車移除掉。
//創建線程池，使用單個worker線程的Executor，以無界隊列方式來運行該線程。
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
//新建一個Runnable的實現類的對象，在未來某個時間執行給定的命令。
pool.execute(new Runnable(){
public void run(){
for(int i=1;i<1000;i++){
//讓線程休眠指定的時間，用一個隨機數表示的秒數
try{
Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
//用路線名加上變量i作爲車輛的名稱，存入車輛集合中。
//訪問的是外部類的成員變量name（訪問規則：外部類名.this.變量名）
vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
}
}
});
//每隔一秒檢查對應的燈是否爲綠，是則放行一輛車(就是從集合中刪除)
//創建線程池timer,在指定的時間後首次執行然後過多少時間後又執行的有周期的操作。
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
if(vechicles.size()>0){
//檢查燈的狀態，如果綠燈,從車輛集合中刪除第一輛，表示車開走了
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted){
System.out.println(vechicles.remove(0) + " 駛過路口！");
}
}
}
}, //要執行的任務
1, //首次執行的延遲時間
1, //連續執行之間的週期時間
TimeUnit.SECONDS //時間的單位：秒
);
}
}Lamp類的編寫：
1、系統中有12個方向上的燈，在程序的其他地方要根據燈的名稱就可以獲得對應的燈的實例對象，綜合這些因素，將Lamp類用java5中的枚舉形式定義更爲簡單。
2、每個Lamp對象中的亮黑狀態用lighted變量表示，選用S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp對象依次輪詢變亮，Lamp對象中還要有一個oppositeLampName變量來表示它們相反方向的燈，再用一個3、nextLampName變量來表示此燈變亮後的下一個變亮的燈。這三個變量用構造方法的形式進行賦值，因爲枚舉元素必須在定義之後引用，所以無法再構造方法中彼此相互引用，所以，相反方向和下一個方向的燈用字符串形式表示。
3、增加讓Lamp變亮和變黑的方法：light和blackOut，對於S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp對象，這兩個方法內部要讓相反方向的燈隨之變亮和變黑，blackOut方法還要讓下一個燈變亮。
4、除了S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp對象之外，其他方向上的Lamp對象的nextLampName和oppositeLampName屬性設置爲null即可，並且S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp對象的nextLampName和oppositeLampName屬性必須設置爲null，以便防止light和blackOut進入死循環。
代碼：
enum Lamp {
//每個枚舉元素各表示一個方向的控制燈
S2N("N2S","S2W",false),
S2W("N2E","E2W",false),
E2W("W2E","E2S",false),
E2S("W2N","S2N",false),
//下面元素表示與上面的元素的相反方向的燈，它們的“相反方向燈”和“下一個燈”應忽略不計！
N2S(null,null,false),
N2E(null,null,false),
W2E(null,null,false),
W2N(null,null,false),
//由南向東和由西向北等右拐彎的燈不受紅綠燈的控制，所以，可以假想它們總是綠燈，車輛可直接通過
S2E(null,null,true),
E2N(null,null,true),
N2W(null,null,true),
W2S(null,null,true);
//成員變量和構造方法
private String opposite; //與當前燈同時爲綠的對應方向
private String next; //當前燈變紅時下一個變綠的燈
private boolean lighted; //當前燈是否爲綠
public boolean isLighted(){
return lighted; //判斷燈的狀態，變亮表示綠燈，變黑表示紅燈
}
/**
* 定義燈的帶參數的構造方法
* @param opposite 與當前燈同時爲綠的對應方向
* @param next 當前燈變紅時下一個變綠的燈
* @param lighted 當前燈是否爲綠燈
*/
private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){
this.opposite = opposite;
this.next = next;
this.lighted = lighted;
}
/**
* 將當前燈變爲綠燈，同時把它對應方向的燈也要變綠燈
*/
public void light(){
this.lighted = true;
if(opposite != null){
Lamp.valueOf(opposite).light();
}
System.out.println(name() + " 綠燈亮了，下面總共應該有6個方向能看到汽車穿過！");
}
/**
* 將當前燈和對應方向的燈變成紅燈，並且下一個方向的燈要變綠
* @return 下一個要變綠的燈
*/
public Lamp blackOut(){
this.lighted = false;
if(opposite != null){
Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
}
Lamp nextLamp = null;
if(next != null){
nextLamp = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("綠燈從" + name() + "-------->切換爲" + next);
nextLamp.light();
}
return nextLamp;
}
}LampController類的編寫
1、整個系統中只能有一套交通燈控制系統，所以，LampController類最好是設計成單例。
2、LampController構造方法中要設定第一個爲綠的燈。
3、LampController對象的start方法中將當前燈變綠，然後啓動一個定時器，每隔10秒將當前燈變紅和將下一個燈變綠。
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
class LampController {
//當前的燈
private Lamp currentLamp;
//構造方法
public LampController(){
//剛開始控制由南向北的燈是綠燈;
currentLamp = Lamp.S2N;
currentLamp.light();
//創建線程池。1表示只有1個線程
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
//創建定時器：每隔10秒將當前綠燈變爲紅燈，並讓下一個方向的燈變綠
//scheduleAtFixedRate(要執行的任務,首次執行延遲時間,執行週期時間,時間的單位)
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
//把當前燈變黑。也就是變爲紅燈
public void run(){
currentLamp = currentLamp.blackOut();
}
}, //1、要執行的任務
10, //2、首次執行的延遲時間:10
10, //3、連續執行之間的週期時間：10
TimeUnit.SECONDS //4、時間的單位：秒
);
}
}
MainClass類的編寫
1、用for循環創建出代表12條路線的對象。
2、接着再獲得LampController對象並調用其start方法。
class MainClass {
public static void main(String[] args) {
//定義一個字符數組，用來表示很多路線的數組
String[] directions = new String[]{
"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};
//產生12個方向的路線
for(int i=0;i<directions.length;i++){
new Road(directions[i]);
}
//產生整個交通燈系統
new LampController();
}
}
---------------------- ASP.Net+Android+IOS開發、.Net培訓、期待與您交流！ ----------------------
詳細請查看：http://edu.csdn.net