은행창구 매니저 [STEP 3] woong, 준호

안녕하세요 엘림 @lina0322 !
좀 늦었지만 STEP 3 PR 보냅니다. 이번에도 잘 부탁드립니다.

### 💡 Step 3 수행 중 핵심경험
1. 동기(Synchronous)와 비동기(Asynchronous)의 이해
2. 동시성 프로그래밍 개념의 이해
3. 동시성 프로그래밍을 위한 기반기술(GCD, Operation) 등의 이해
4. 스레드(Thread) 개념에 대한 이해
5. GCD를 활용한 동시성 프로그래밍 구현
6. 동기(Synchronous)와 비동기(Asynchronous) 동작의 구현 및 적용

## 구현내용

1. BankBusiness
* 은행 업무(예금, 대출)을 열거형으로 만들었습니다.
* 랜덤 값을 반환하는 `allCases.randomElement()`메서드를 사용하기 위해 `CaseIterable` 프로토콜을 채택했습니다.
2. Customer
* 고객이 원하는 업무(대출, 예금)를 구분하기 위해서 `BankBusiness` 타입의 인스턴스를 갖도록 하였습니다.
3. Banker
* 불필요한 프로퍼티(`oneMillion`)를 없애기 위해 `Thread.sleep(forTimeInterval: Double)` 메서드를 지연함수로 채택하였습니다.
* 은행원이 처리할 수 있는 업무(대출, 예금)를 구분하기 위해서 `BankBusiness` 타입의 인스턴스를 갖도록 하였습니다.
4. BankManager, ConsoleApp
* 업무 별로 은행원을 따로 추가하기 위해서 기존 `addBankers(count: Int)` 메서드를 `addBankers(bankBusiness: BankBusiness, count: Int)`로 변경했습니다.
* `addBankers()` 메서드를 호출하는 `ConsoleApp`의 `startBankByCreatingBankManager()` 메서드도 맞게 수정했습니다.
6. LinkedList, Queue
* `deposit`을 담당하는 은행원과 `loan`을 담당하는 은행원의 처리업무가 동시에 처리되는 것을 방지하기 위해 접근가능 스레드의 수를 제한을 의도로 `DispatchSemaphore`를 활용하였습니다.
* `DispatchSemaphore`의 `value`값을 활용하기 위해 큐에 담긴 `Element`의 개수에 접근해야했고,
* 따라서,`count` 프로퍼티를 추가했습니다.
8. Bank
* 총 업무시간(함수의 실행시간)을 측정하기 위한 저장 프로퍼티 `startTime`, `endTime`를 추가했습니다.
* `startBankBusiness()` 메서드 내부 처음과 끝에서 `startTime`, `endTime` 에 시간을 설정해주고 `printClosingMessage()` 메서드 호출 시 `startTime`, `endTime` 사이의 interval 출력하도록 했습니다.
* 기존 은행원 배열을 업무별로 은행원을 담은 Queue로 변경했습니다. 고객 업무 처리 시 은행원을 dequeue하여 은행원이 업무를 처리하도록 한 뒤 다시 enqueue하여 제일 마지막 순서로 가도록 했습니다. 이렇게하면 은행원이 순환하면서 업무를 처리할 수 있었습니다.
* `DispatchSemaphore`는 자원에 접근할 수 있는 스레드의 수를 제어해주는 역할을 합니다. `startBankBusiness()` 메서드에서는 업무별로 `depositSemaphore`, `loanSemaphore`를 두어서 스레드의 수를 각 은행원의 수만큼 제한하도록 했습니다.
* `DispatchGroup` 은 비동기적으로 처리되는 작업들을 그룹으로 묶어, 그룹 단위로 작업 상태를 추적할 수 있는 기능입니다. `startBankBusiness()` 메서드에서는 `DispatchGroup`으로 예금 업무 처리 작업과 대출 업무 처리 작업을 묶었습니다. 그리고 `wait()` 로 모든 작업이 끝났는 지를 확인해서 `printClosingMessage()` 를 호출하도록 했습니다. `wait()` 는 DispatchGroup의 작업이 끝나기를 기다리는 메서드입니다.
* 업무 처리는 `DispatchQueue.global().async()` 로 구현하였습니다. 각각의 은행원이 새로운 스레드에서`global()` 다음 작업을 기다리지 않고 업무를 처리할 수 있도록 비동기로 `(async)` 만들어야 했기에 위 방식으로 구현하였습니다.

--- step2

Customer
프로퍼티 number는 은행에 온 고객을 대기번호를 기준으로 생각하여 Int 타입으로 만들었습니다.
Banker
고객 당 업무 처리 시간을 저장할 processingTimePerCustomer 프로퍼티 상수를 추가했습니다.
processBankingBusiness() 메서드는 전달 받은 고객의 은행 업무를 usleep(700_000) 간격으로 진행하고 업무 시작과 업무 완료 시점에 메시지를 출력합니다.
sleep의 경우, Int만 인자값으로 설정해줄 수 있기에 요구조건인 0.7초를 표현하기엔 부적절하다고 판단하였고, usleep에서는 1의 값은 1_000_000 분의 1초를 나타내므로 700_000으로 지정해주었을 때, 0.7초를 만들수 있겠다고 판단하여 usleep을 사용하였습니다.
Bank
고객 대기열을 저장하기 위해 Queue<Customer> 타입의 customerQueue 프로퍼티를 추가했습니다.
은행원을 담아 둘 [Banker] 타입의 bankers 프로퍼티를 추가했습니다.
처리한 고객 수를 저장할 processedCustomerNumber, 총 업무시간을 저장할 processedTotalTime 프로퍼티를 추가했습니다.
고객 대기열에 고객을 추가하는 addCustomerToQueue() 메서드와 은행원 배열에 은행원을 추가하는 addBanker() 메서드를 만들었습니다.
printClosingMessage() 메서드에는 업무 마감시 처리한 고객과 총 업무시간을 출력해주는 기능을 구현했습니다. NumberFormatter를 사용해서 예시 화면처럼 총 업무시간 출력 시 소수점 아래 두자리까지 무조건 보이도록 했습니다.
processBankingBusinessOfCustomers() 메서드는 고객 대기열에서 한명씩 dequeue하여 Banker에게 전달하여 고객의 업무를 처리 할 수 있도록 구현하였습니다.
BankManager
Bank 의 인스턴스를 프로퍼티로 가지고, Bank를 관리하고 실행하기 위한 기능을 가진 구조체를 만들었습니다.
addCustomers() 메서드에는 전달 받은 count만큼 Customer를 만들어서 bank에 추가해주는 기능을 구현했습니다.
addBankers() 메서드에는 전달 받은 count만큼 Banker를 만들어서 bank에 추가해주는 기능을 구현했습니다.
startBank() 메서드에는 bank 가 업무를 시작하도록 하는 기능을 구현했습니다.
ConsoleAppMenu
콘솔앱에서 사용하는 메뉴를 열거형으로 만들었습니다.
CaseIterable 프로토콜을 채택하면 열거형의 모든 값을 담은 컬렉션인 allCases를 사용할 수 있습니다. allCases를 활용해서 메뉴 목록을 출력해주는 `printMenuList()`` 타입 메서드를 구현했습니다.
ConsolApp
콘솔앱을 실행하고 관리하기 위해 콘솔앱 구조체를 만들었습니다.
inputMenu() 메서드와 start() 메서드에서는 재귀함수를 활용했습니다. 재귀 함수는 함수 안에서 스스로를 호출하는 형태를 말합니다. 재귀함수에서는 탈출 조건이 중요해서 그 부분을 신경써서 구현했습니다.
inputMenu()메서드에서는 메뉴를 잘못 선택한 경우에 재귀함수를 호출합니다. start() 메서드에서는 고객 업무 처리가 끝나고 은행문이 닫히는 경우에 다시 메뉴를 다시 출력한 뒤 메뉴 입력을 받도록 재귀함수를 호출합니다.
startBankByCreatingBankManager() 메서드에는 BankManger 인스턴스를 생성하고 10~30명 사이 숫자의 고객과, 은행원을 추가 한 뒤, 고객의 업무를 처리하는 기능을 구현했습니다.

|**ConsoleApp작동**|
|:---:|
||

## 고민되었던 점
* `Array<Banker>` -> `Queue<Banker>`로 변경
- 기존에 은행원을 담고있던 배열을 큐타입으로 변경하였습니다.
- 이유: while문 내부의 for문을 통해 `Banker` 배열을 순서대로 업무를 처리하도록 할 경우에 순환해서 업무를 처리하지 않았습니다.
- 해결: 기존 은행원 배열을 업무별로 은행원을 담은 `Queue<Banker>` 로 변경했습니다. 고객 업무 처리 시 은행원을 `dequeue` 하여 은행원이 업무를 처리하도록 한 뒤 `enqueue` 하여 제일 마지막 순서로 가도록 했습니다. 이렇게하면 은행원이 순환하면서 업무를 처리할 수 있었습니다.

// 변경 전
private var bankers: [Banker] = []

while customerQueue.isEmpty == false {
    for banker in bankers {
        guard let customer = customerQueue.dequeue() else {
            break
        }
        banker.processBankingBusiness(of: customer)
        self.totalCustomerNumber += 1
        self.totalTime += banker.processingTimePerCustomer
    }
}

// 변경 후
private var depositBankerQueue: Queue<Banker> = Queue()
private var loanBankerQueue: Queue<Banker> = Queue()

while customerQueue.isEmpty != true {
    guard let customer: Customer = customerQueue.dequeue() else { return }
    switch customer.bankBusiness {
    case .deposit:
        guard let banker: Banker = self.depositBankerQueue.dequeue() else { return }
        DispatchQueue.global().async(group: group) {
            depositSemaphore.wait()
            banker.processBankingBusiness(of: customer)
            depositSemaphore.signal()
        }
        self.totalCustomerCount += 1
        self.depositBankerQueue.enqueue(banker)
    case .loan:
        guard let banker: Banker = self.loanBankerQueue.dequeue() else { return }
        DispatchQueue.global().async(group: group) {
            loanSemaphore.wait()
            banker.processBankingBusiness(of: customer)
            loanSemaphore.signal()
        }
        self.totalCustomerCount += 1
        self.loanBankerQueue.enqueue(banker)
    }
}

## 조언을 얻고 싶은 부분
* `struct Bank`
- 이번에 비동기 처리하도록 코드를 수정하니 아래 그림과 같은 컴파일 에러가 발생했습니다.
- 클로저 값 캡처와 관련된 문제인거 같은데 아래와 같이 bank 의 프로퍼티를 변경하는 부분을 클로저 표현 밖으로 이동했습니다.

    // 수정 전
        while customerQueue.isEmpty != true {
            guard let customer: Customer = customerQueue.dequeue() else { return }
            switch customer.bankBusiness {
            case .deposit:
                DispatchQueue.global().async(group: group) {
                    depositSemaphore.wait()
                    guard let banker: Banker = self.depositBankerQueue.dequeue() else { return }
                    banker.processBankingBusiness(of: customer)
                    self.totalCustomerCount += 1
                    self.depositBankerQueue.enqueue(banker)
                    depositSemaphore.signal()
                }

    // 수정 후
        while customerQueue.isEmpty != true {
            guard let customer: Customer = customerQueue.dequeue() else { return }
            switch customer.bankBusiness {
            case .deposit:
                guard let banker: Banker = self.depositBankerQueue.dequeue() else { return }
                DispatchQueue.global().async(group: group) {
                    depositSemaphore.wait()
                    banker.processBankingBusiness(of: customer)
                    depositSemaphore.signal()
                }
                self.totalCustomerCount += 1
                self.depositBankerQueue.enqueue(banker)