4. 车载视频循环覆盖存储策略

任务目标

实现一个车载视频循环覆盖存储管理器：当新片段写入导致总占用超过容量上限时，按录制时间从旧到新删除已有片段，直到腾出足够空间，保证录像持续写入不中断。

核心设计

• 每个片段记录：文件名、大小（字节）、录制起始时间戳。
• 写入前先检查剩余空间；不足则循环删除最旧片段，直到空间足够。
• 若单个新片段大于总容量，直接拒绝写入并返回失败，避免死循环。
• 删除顺序严格按时间戳升序（最旧优先），与文件名无关。

完整实现（Python）

import os
import time
from dataclasses import dataclass, field

@dataclass
class Clip:
    name: str
    size: int          # 字节
    start_ts: float    # 录制起始时间戳

class CircularStorage:
    def __init__(self, capacity: int):
        self.capacity = capacity
        self.clips: list[Clip] = []

    @property
    def used(self) -> int:
        return sum(c.size for c in self.clips)

    def _oldest(self) -> Clip:
        return min(self.clips, key=lambda c: c.start_ts)

    def write(self, name: str, size: int, start_ts: float | None = None) -> bool:
        if size > self.capacity:
            print(f"[拒绝] {name} 大小 {size} 超过总容量 {self.capacity}")
            return False
        start_ts = time.time() if start_ts is None else start_ts
        while self.used + size > self.capacity:
            victim = self._oldest()
            self.clips.remove(victim)
            print(f"[覆盖] 删除最旧片段 {victim.name} ({victim.size} 字节)")
        self.clips.append(Clip(name, size, start_ts))
        print(f"[写入] {name} 成功，当前占用 {self.used}/{self.capacity}")
        return True

    def status(self) -> str:
        order = sorted(self.clips, key=lambda c: c.start_ts)
        return " | ".join(f"{c.name}({c.size})" for c in order) or "(空)"

if __name__ == "__main__":
    store = CircularStorage(capacity=1000)
    store.write("clip_01.mp4", 400, start_ts=1)
    store.write("clip_02.mp4", 400, start_ts=2)
    store.write("clip_03.mp4", 400, start_ts=3)   # 触发覆盖，删除 clip_01
    store.write("clip_04.mp4", 900, start_ts=4)   # 触发覆盖，删除 clip_02、clip_03
    store.write("clip_05.mp4", 1200, start_ts=5)  # 超过总容量，拒绝
    print("最终片段顺序:", store.status())

运行与验证

python circular_storage.py

观察输出并核对以下判定条件：

• 写入 clip_03 时，因 400+400+400 > 1000，应删除最旧的 clip_01，剩余 clip_02、clip_03。
• 写入 clip_04（900 字节）时，需连续删除 clip_02、clip_03 才能腾出空间，最终只剩 clip_04。
• 写入 clip_05（1200 字节）时，因单片段超过总容量 1000，应返回 False 并打印拒绝信息，不删除任何已有片段。
• 最终 status() 输出应为 clip_04.mp4(900)，且写入过程从未因空间不足而中断。

落地要点

• 真实车载场景中，size 与 start_ts 由录像模块在片段封口时提供，删除动作需同步调用文件系统 os.remove，本示例聚焦策略逻辑，未接入真实文件 IO。
• 若需持久化，可在每次写入/删除后把 clips 序列化到索引文件，重启时恢复，避免重新扫描目录。
• 容量上限建议预留少量余量（如 95%），防止文件系统元数据或索引占用导致写入失败。