Многопоточная система управления лифтами

1. Обзор

Система имитирует работу лифтов в здании. Она включает в себя графический интерфейс (JavaFX) и бэкэнд, который обрабатывает множество потоков и логику для управления движением лифта, запросами пассажиров и операциями на конкретном этаже.

2. Ключевые особенности

• Симуляция в реальном времени: Графический интерфейс динамически обновляет движение лифта и пассажиров.
• Многопоточный бэкэнд: Лифты и обработка запросов работают параллельно для реалистичного моделирования.
• Расширяемая архитектура: Можно легко добавлять новые лифты, этажи или функции, изменяя константы и расширяя классы.

3. Логика обработки запросов

• Когда арбитр получает запрос, он выбирает ближайший лифт (с учетом направления движения лифта).
• Лифты могут собирать пассажиров по пути следования.
• Лифт может не принять пассажира, если ему нужно ехать в противоположном направлении. Он примет его позже, или другой лифт заберет этого пассажира.

4. Классы и их функционал

4.1 Классы JavaFX

ElevatorsApplication

• Назначение: Точка входа в приложение. Инициализирует навигацию и отображает начальный вид.
• Ключевые методы:
  • start(Stage stage): Загружает начальный файл «hello-view.fxml».
  • getNavigation(): Предоставляет доступ к объекту Navigation.

GreetingController.

• Назначение: Обрабатывает взаимодействие пользователя с экраном приветствия.
• Ключевые методы:
  • onHelloButtonClick(): Переход к главному представлению (main-view.fxml).

MainController.

• Назначение: Управляет главным экраном приложения, включая симуляцию лифтов и анимацию пассажиров.
• Атрибуты:
  • mainPane: Корневая панель, содержащая элементы пользовательского интерфейса.
  • Первый лифт, Второй лифт: Графические представления лифтов.
  • requests: Набор иконок пассажиров.
  • arbitrator: Управляет решениями и логикой работы лифта.
• Ключевые методы:
  • initialize(): Устанавливает начальные позиции лифтов и запускает симуляцию.
  • addPassenger(Request request): Добавляет графическое представление пассажира.
  • setPassengerVisible(Request passenger, boolean toVisible): Управляет видимостью пассажира.
  • movePassengerTo(Request passenger, double x, double y): Перемещает пассажира в указанные координаты.
  • updateElevatorPosition(int elevatorIndex, int yCoordinate): Обновляет положение лифта на экране.
    • startElevatorSimulation(): Инициализирует логику бэкэнда.

4. Classes and Responsibilities

4.1 JavaFX Classes

ElevatorsApplication

• Purpose: Entry point of the application. Initializes navigation and displays the initial view.
• Key Methods:
  • start(Stage stage): Loads the initial "hello-view.fxml".
  • getNavigation(): Provides access to the Navigation object.

GreetingController

• Purpose: Handles user interactions on the greeting screen.
• Key Methods:
  • onHelloButtonClick(): Navigates to the main view (main-view.fxml).

MainController

• Purpose: Manages the main application screen, including the simulation of elevators and passenger animations.
• Attributes:
  • mainPane: The root pane containing UI elements.
  • firstElevator, secondElevator: Graphical representations of elevators.
  • requests: A set of passenger icons.
  • arbitrator: Manages elevator decisions and logic.
• Key Methods:
  • initialize(): Sets initial positions of elevators and starts the simulation.
  • addPassenger(Request request): Adds a graphical representation of a passenger.
  • setPassengerVisible(Request passenger, boolean toVisible): Controls passenger visibility.
  • movePassengerTo(Request passenger, double x, double y): Moves a passenger to specified coordinates.
  • updateElevatorPosition(int elevatorIndex, int yCoordinate): Updates elevator position on the screen.
  • startElevatorSimulation(): Initializes the backend logic.

4.2 Бэкэнд-классы.

Arbitrator

• Назначение: Центральное лицо, принимающее решения о распределении заявок на лифты.
• Атрибуты:
  • floors: Список всех этажей и их состояния.
  • elevators: Список управляемых лифтов.
  • waitingRequests: Очередь необработанных запросов.
• Ключевые методы:
  • chooseClosestElevator(Request request): Определяет оптимальный лифт для запроса.
  • addRequest(Request request): Назначает заявки лифтам или добавляет их в очередь.
  • notifyElevatorFreed(): Сигнализирует, когда лифт становится свободным.
  • processQueue(): Обрабатывает поставленные в очередь запросы.

Elevator.

• Назначение: Представляет отдельный лифт.
• Атрибуты:
  • currentFloor, direction: Текущее состояние лифта.
  • floorsToVisit: Этажи, которые посетит лифт.
  • requestsEndPoints: Карта пассажиров и мест их назначения.
• Ключевые методы:
  • addFloorsToVisit(Integer floor): Добавляет этаж в очередь лифта.
  • releasePassengers(): Обрабатывает высадку пассажиров.
  • pickupPassengers(): Занимается подбором пассажиров.
  • moveElevator(): Перемещает лифт в следующую позицию.

RequestsGenerator.

• Назначение: Случайным образом генерирует запросы пассажиров.
• Ключевые методы:
  • generateRequests(): Непрерывно генерирует запросы со случайными начальным и конечным этажами.

Request

• Назначение: Представляет запрос пассажира.
• Атрибуты:
  • startFloor, endFloor: Место отправления и назначения пассажира.
  • x, y: Графические координаты для анимации.

Floor

• Назначение: Представляет этаж в здании.
• Атрибуты:
  • waitingPassengers: Очередь пассажиров, ожидающих лифт.
• Ключевые методы:
  • addWaitingPassenger(Request request): Добавляет пассажира в очередь.
  • removeWaitingPassenger(Request request): Удаляет пассажира из очереди.

BuildingProperties.

• Назначение: Хранит статические свойства здания.
• Атрибуты:
  • NUMBER_OF_FLOORS, NUMBER_OF_ELEVATORS: Настраиваемые константы.
  • Координатные отображения для этажей и лифтовых шахт.
• Ключевые методы:
  • getFloorYCoordinate(int floor): Возвращает координату Y для этажа.
  • getElevatorShaftXCoordinate(int elevatorNumber): Возвращает X-координату шахты лифта.

Direction (Enum).

• Назначение: Представляет направление движения лифта.
• Значения: UP, DOWN, STANDING.

5. Рабочий процесс системы

1. Инициализация:

• ElevatorsApplication запускает JavaFX-приложение и загружает представление приветствия.
• При взаимодействии с пользователем GreetingController переключается на основной вид.
• MainController инициализирует позиции лифтов и запускает симуляцию.

2. Генерация запросов:

• RequestsGenerator постоянно генерирует запросы пассажиров.
• Запросы обрабатываются Arbitrator, который распределяет их по лифтам или ставит в очередь.

3. Эксплуатация лифтов:

• Лифты, управляемые классом Elevator, перемещаются между этажами, забирая и высаживая пассажиров.
• Позиции лифтов и перемещения пассажиров обновляются в реальном времени в пользовательском интерфейсе через MainController.

4. Динамические обновления:

• Состояния лифта и пассажиров обновляются с помощью методов JavaFX (Platform.runLater обеспечивает безопасность потоков).