Conception du système : créer un système de stationnement en Go

Dans cet article, nous allons passer en revue une implémentation de conception de bas niveau (LLD) d'un système de parking dans Go. Nous explorerons différents aspects du système et verrons comment chaque composant interagit avec le reste. Cette implémentation se concentre sur la clarté et l'utilité réelle, vous pouvez donc l'étendre facilement si vous souhaitez ajouter des fonctionnalités telles que davantage de types de véhicules, plusieurs options de paiement ou des réservations ponctuelles.

Le système gère des tâches telles que la gestion des étages et des places de stationnement, le stationnement et le déchargement des véhicules et le traitement des paiements. Nous veillerons également à ce qu'il soit thread-safe pour un accès simultané, donc si nous devons l'étendre à un système plus grand, il ne tombera pas en panne sous la pression.

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Composants de base

Notre conception comprend six composants principaux :

1. Parking - Le point d'entrée principal gérant les étages et les opérations de stationnement.
2. Étage de stationnement - Chaque étage contient plusieurs places de stationnement pour différents types de véhicules.
3. Place de stationnement - Représente une place de stationnement pouvant accueillir un type spécifique de véhicule.
4. Ticket de stationnement - Suit les heures d'entrée/sortie, les frais de stationnement et le véhicule associé.
5. Système de paiement - Gère le calcul des frais de stationnement et le traitement des paiements.
6. Types de véhicules - Prend en charge différents types de véhicules (voitures, fourgonnettes, camions et motos). Chaque type a un tarif horaire différent.

Parking Singleton

Notre ParkingLot utilise le modèle Singleton. Cela signifie qu'il n'y a qu'une seule instance du parking, qui est créée une seule fois et réutilisée dans toute l'application. Voici le code pour que cela fonctionne :

var (
    parkingLotInstance *ParkingLot
    once               sync.Once
)

type ParkingLot struct {
    Name   string
    floors []*ParkingFloor
}

func GetParkingLotInstance() *ParkingLot {
    once.Do(func() {
        parkingLotInstance = &ParkingLot{}
    })
    return parkingLotInstance
}

En utilisant sync.Once, nous garantissons qu'une seule instance est créée, même lorsque plusieurs goroutines y accèdent.

Gestion des étages dans le parking

Le parking comporte plusieurs étages, chacun avec des places de stationnement désignées pour différents types de véhicules (par exemple, voitures, fourgonnettes, camions et motos). Pour ajouter un étage au parking, nous utilisons la méthode AddFloor :

func (p *ParkingLot) AddFloor(floorID int) {
    p.floors = append(p.floors, NewParkingFloor(floorID))
}

Chaque étage est créé à l'aide de la fonction NewParkingFloor, qui organise les emplacements par type de véhicule.

Places de stationnement

Chaque ParkingSpot est associé à un type de véhicule spécifique (comme une voiture ou une moto). Cela permet au système de gérer et de restreindre les véhicules pouvant se garer à chaque emplacement. Voici la structure ParkingSpot et la méthode ParkVehicle :

type ParkingSpot struct {
    SpotID         int
    VehicleType    vehicles.VehicleType
    CurrentVehicle *vehicles.VehicleInterface
    lock           sync.Mutex
}

func (p *ParkingSpot) ParkVehicle(vehicle vehicles.VehicleInterface) error {
    p.lock.Lock()
    defer p.lock.Unlock()

    if vehicle.GetVehicleType() != p.VehicleType {
        return fmt.Errorf("vehicle type mismatch: expected %s, got %s", p.VehicleType, vehicle.GetVehicleType())
    }
    if p.CurrentVehicle != nil {
        return fmt.Errorf("parking spot already occupied")
    }

    p.CurrentVehicle = &vehicle
    return nil
}

Nous utilisons un verrou Mutex pour nous assurer qu'un seul véhicule peut se garer à un endroit à la fois.

Ticket de stationnement

Chaque véhicule reçoit un ticket avec l'heure d'entrée, l'heure de sortie, la place de stationnement et le prix total. Ce ticket sera mis à jour à la sortie du véhicule et les frais seront calculés en fonction du temps passé en stationnement.

var (
    parkingLotInstance *ParkingLot
    once               sync.Once
)

type ParkingLot struct {
    Name   string
    floors []*ParkingFloor
}

func GetParkingLotInstance() *ParkingLot {
    once.Do(func() {
        parkingLotInstance = &ParkingLot{}
    })
    return parkingLotInstance
}

La méthode CalculateTotalCharge calcule les frais de stationnement en fonction du type de véhicule et de la durée.

Système de paiement

La classe PaymentSystem traite le paiement, mettant à jour le statut du paiement selon que le montant requis est payé :

func (p *ParkingLot) AddFloor(floorID int) {
    p.floors = append(p.floors, NewParkingFloor(floorID))
}

La fonction ProcessPayment vérifie le montant et met à jour le statut du paiement sur Terminé ou Échec.

Ajout de types de véhicules

Notre système prend en charge différents types de véhicules (voitures, camionnettes, camions et motos). Chaque type a un tarif horaire différent. Ceci est réalisé en configurant un VehicleType et un VehicleInterface dans un package de véhicules distinct :

type ParkingSpot struct {
    SpotID         int
    VehicleType    vehicles.VehicleType
    CurrentVehicle *vehicles.VehicleInterface
    lock           sync.Mutex
}

func (p *ParkingSpot) ParkVehicle(vehicle vehicles.VehicleInterface) error {
    p.lock.Lock()
    defer p.lock.Unlock()

    if vehicle.GetVehicleType() != p.VehicleType {
        return fmt.Errorf("vehicle type mismatch: expected %s, got %s", p.VehicleType, vehicle.GetVehicleType())
    }
    if p.CurrentVehicle != nil {
        return fmt.Errorf("parking spot already occupied")
    }

    p.CurrentVehicle = &vehicle
    return nil
}

Nous pouvons créer de nouveaux véhicules en appelant NewCar, NewVan, NewTruck, etc., chacun implémentant VehicleInterface.

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Rassembler tout cela

Voyons comment les pièces s'emboîtent dans un flux :

• Créez un parking : appelez GetParkingLotInstance() et ajoutez des étages avec AddFloor.
• Trouver une place de stationnement et garer un véhicule : la méthode ParkVehicle trouve une place disponible, la valide par rapport au type de véhicule et génère un ticket.
• Déparker le véhicule et traiter le paiement : UnparkVehicle génère le montant total des frais, lance le système de paiement et termine la transaction.

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Ce système de parking est un point de départ simplifié pour construire des systèmes plus complexes. Nous avons couvert les bases de la gestion des étages et des emplacements, du stationnement et du stationnement des véhicules, ainsi que d'un processus de paiement de base.

Pour l'implémentation complète du code, consultez le référentiel suivant :

l'arbre à sel / conception-golang de bas niveau

Solutions de conception de systèmes de bas niveau à Golang

Conception de systèmes de bas niveau dans Go

Bienvenue dans le référentiel Conception de systèmes de bas niveau dans Go ! Ce référentiel contient divers problèmes de conception de systèmes de bas niveau et leurs solutions implémentées dans Go. L'objectif principal est de démontrer la conception et l'architecture des systèmes à travers des exemples pratiques.

Table des matières

• Aperçu
• Système de stationnement
• Système d'ascenseur
• Système de gestion de bibliothèque
• Système de distributeur automatique
• Plateforme de médias sociaux

Aperçu

La conception de systèmes de bas niveau implique de comprendre les concepts fondamentaux de l'architecture système et de concevoir des systèmes évolutifs, maintenables et efficaces. Ce référentiel tentera de couvrir les solutions de divers problèmes et scénarios utilisant Go.

Système de stationnement

Le premier projet de ce référentiel est un Système de parking. Ce système simule un parking où les véhicules peuvent être garés et déchargés. Cela démontre :

• Modèle de conception Singleton pour la gestion de l'instance de parking.
• Manipulation de différents types de véhicules (par exemple, voitures, camions).
• Gestion des espaces de stationnement sur plusieurs étages.
• Traitement des paiements pour…

Voir sur GitHub

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!