package io.g365sfu;

import java.net.URISyntaxException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
import java.util.function.Consumer;

import io.g365sfu.exception.SFUException;
import io.g365sfu.exception.SFUHandshakeException;
import io.g365sfu.net.Incoming;
import io.g365sfu.net.Outgoing;
import io.g365sfu.net.SfuSock;
import io.g365sfu.util.StrUtils;
import io.g365sfu.webrtc.ICECandidate;
import io.g365sfu.webrtc.SDPAnswer;
import io.g365sfu.webrtc.SDPOffer;


public class SFU {

    private String serverAddress;
    private String secretKey;
    private SfuSock socket;

    private HashMap<String, CompletableFuture<String>> pendingRoomCreations = new HashMap<>();
    /**
     * Комнаты которые принадлежат этому серверу SFU. Ключом является ID комнаты, 
     * а значением объект Room, который содержит информацию о комнате, ее участниках и связанном с ней сервере SFU.
     */
    private HashMap<String, Room> rooms = new HashMap<>();

    /**
     * Потребитель для обработки входящих ICE-кандидатов от сервера SFU. 
     * Этот потребитель будет вызываться при получении сообщения от сервера SFU с кодом 0x04,
     * содержащим информацию об ICE-кандидате для одного из участников комнаты.
     */
    private Consumer<ICECandidate> onIceCandidate;
    /**
     * Потребитель для обработки входящих SDP Answer от сервера SFU. 
     * Этот потребитель будет вызываться при получении сообщения от сервера SFU с кодом 0x05, 
     * содержащим информацию об SDP Answer для одного из участников комнаты.
     */
    private Consumer<SDPAnswer> onSdpAnswer;

    private Consumer<SDPOffer> onSdpOffer;

    /**
     * Конструктор для создания объекта SFU, который будет использоваться для установления соединения с SFU сервером.
     * @param serverAddress адрес SFU сервера в формате "host:port", например "sfu.example.com:8080"
     * @param secretKey секретный ключ для аутентификации с SFU сервером, который должен быть согласован с настройками сервера.
     */
    public SFU(String serverAddress, String secretKey) {
        this.serverAddress = serverAddress;
        this.secretKey = secretKey;
    }

    /**
     * Установить соединение с SFU сервером и начать обмен рукопожатиями для аутентификации и установления безопасного канала связи.
     * @throws URISyntaxException если адрес сервера имеет неправильный формат
     * @throws InterruptedException если соединение было прервано во время попытки подключения
     * @throws SFUException если не удалось установить соединение с SFU сервером или если соединение было установлено, 
     * но не открыто после подключения
     * @throws TimeoutException не удалось обменяться рукопожатиями с SFU сервером в течение 30 секунд
     * @throws ExecutionException если во время обмена рукопожатиями произошла ошибка выполнения
     * @throws SFUHandshakeException если обмен рукопожатиями с SFU завершился неудачно (например, плохой ключ)
     */
    public void connect() throws URISyntaxException, InterruptedException, SFUException, ExecutionException, TimeoutException, SFUHandshakeException {
        this.socket = new SfuSock(this.serverAddress);
        this.socket.setMessageConsumer(this::onMessage);
        boolean connected = this.socket.connectBlocking(30, TimeUnit.SECONDS);
        if(!connected){
            throw new SFUException("Failed to connect to SFU server, read time out: " + this.serverAddress);
        }
        if(!this.socket.isOpen()) {
            throw new SFUException("Connection to SFU server at " + this.serverAddress + " is not open");
        }
        boolean estabilished = this.socket.handshakeExchange(this.secretKey).get(30, TimeUnit.SECONDS);
        if(!estabilished) {
            throw new SFUHandshakeException("Failed to establish handshake with SFU server at " + this.serverAddress);
        }
    }

    private void onMessage(ByteBuffer message) {
        if(message.remaining() < 1) {
            System.err.println("Received empty message from SFU server");
            return;
        }
        byte packetId = message.get(0);
        if(packetId == Incoming.ROOM_CREATE) {
            /**
             * Ответ на создание комнаты, который содержит ID созданной комнаты
             */
            int roomIdLength = message.getInt();
            byte[] roomIdBytes = new byte[roomIdLength];
            message.get(roomIdBytes);
            String roomId = new String(roomIdBytes).trim();
            CompletableFuture<String> future = this.pendingRoomCreations.remove(roomId);
            if(future != null) {
                future.complete(roomId);
            }
            return;
        }
        if(packetId == Incoming.ICE_CANDIDATE) {
            /**
             * ICE-candidate от сервера SFU для одного из участников комнаты
             */
            int roomidLength = message.getInt();
            byte[] roomIdBytes = new byte[roomidLength];
            message.get(roomIdBytes);
            String roomId = new String(roomIdBytes).trim();
            int peerIdLength = message.getInt();
            byte[] peerIdBytes = new byte[peerIdLength];
            message.get(peerIdBytes);
            String peerId = new String(peerIdBytes).trim();
            int candidateLength = message.getInt();
            byte[] candidateBytes = new byte[candidateLength];
            message.get(candidateBytes);
            String candidate = new String(candidateBytes).trim();
            ICECandidate iceCandidate = new ICECandidate(roomId, peerId, candidate);
            if(this.onIceCandidate != null) {
                this.onIceCandidate.accept(iceCandidate);
            }
            return;
        }
        if(packetId == Incoming.SDP_ANSWER) {
            /**
             * Ответ на Offer от сервера SFU, который содержит SDP Answer
             */
            int roomidLength = message.getInt();
            byte[] roomIdBytes = new byte[roomidLength];
            message.get(roomIdBytes);
            String roomId = new String(roomIdBytes).trim();
            int peerIdLength = message.getInt();
            byte[] peerIdBytes = new byte[peerIdLength];
            message.get(peerIdBytes);
            String peerId = new String(peerIdBytes).trim();
            int sdpAnswerLength = message.getInt();
            byte[] sdpAnswerBytes = new byte[sdpAnswerLength];
            message.get(sdpAnswerBytes);
            String sdpAnswer = new String(sdpAnswerBytes).trim();
            SDPAnswer answer = new SDPAnswer(roomId, peerId, sdpAnswer);
            if(this.onSdpAnswer != null) {
                this.onSdpAnswer.accept(answer);
            }
            return;
        }
        if(packetId == Incoming.SDP_OFFER) {
            /**
             * Offer от сервера SFU для одного из участников комнаты при renegotiation
             */
            int roomidLength = message.getInt();
            byte[] roomIdBytes = new byte[roomidLength];
            message.get(roomIdBytes);
            String roomId = new String(roomIdBytes).trim();
            int peerIdLength = message.getInt();
            byte[] peerIdBytes = new byte[peerIdLength];
            message.get(peerIdBytes);
            String peerId = new String(peerIdBytes).trim();
            int sdpOfferLength = message.getInt();
            byte[] sdpOfferBytes = new byte[sdpOfferLength];
            message.get(sdpOfferBytes);
            String sdpOffer = new String(sdpOfferBytes).trim();
            SDPOffer offer = new SDPOffer(roomId, peerId, sdpOffer);
            if(this.onSdpOffer != null) {
                this.onSdpOffer.accept(offer);
            }
            return;
        }
    }

    /**
     * Получить адрес SFU сервера, к которому установлено соединение
     * @return адрес SFU сервера
     */
    public String getServerAddress() {
        return this.serverAddress;
    }

    /**
     * Получить соединение к SFU серверу, если оно было установлено
     * @return объект SfuSock, представляющий соединение к SFU серверу
     */
    public SfuSock getConnection() {
        return this.socket;
    }

    /**
     * Проверить, установлено ли соединение с SFU сервером и открыто ли оно
     * @return true, если соединение установлено и открыто, false в противном случае
     */
    public boolean isOpen() {
        return this.socket != null && this.socket.isOpen();
    }

    /**
     * Создает комнату на сервере SFU для организации звонков между пользователями. Комната автоматически удаляется
     * при выходе последнего участника из нее. Внутри комнаты пользователи могут обмениваться аудио и видео потоками, а сервер SFU
     * будет эффективно их пересылать между участниками, минимизируя задержки и оптимизируя использование пропускной способности.
     * @throws TimeoutException 
     * @throws ExecutionException 
     * @throws InterruptedException 
     * @internal Этот метод формирует пакет с кодом 0x02, 
     * за которым следует случайно сгенерированный идентификатор комнаты, 
     * и отправляет его на сервер SFU.
     */
    public Room createRoom() throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
        String roomId = StrUtils.randomString(64);
        /**
         * 1 байт номер пакета, 4 байта длина ID комнаты, N байт ID комнаты
         */
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1 + 4 + roomId.getBytes().length);
        CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();
        this.pendingRoomCreations.put(roomId, future);
        /**
         * 0x02 - создание комнаты
         */
        buffer.put(Outgoing.ROOM_CREATE); 
        buffer.putInt(roomId.getBytes().length);
        buffer.put(roomId.getBytes());
        buffer.flip();
        this.socket.send(buffer);
        String createdRoomId = future.get(30, TimeUnit.SECONDS);
        Room room = new Room(createdRoomId, this, new HashSet<>());
        this.rooms.put(createdRoomId, room);
        return room;
    }

    /**
     * Получить все комнаты на сервере
     * @return комнаты на этом сервере
     */
    public HashSet<Room> getRooms() {
        return new HashSet<>(this.rooms.values()); 
    }

    /**
     * Получить комнату по ее идентификатору
     * @param roomId идентификатор комнаты
     * @return объект Room, представляющий комнату с данным идентификатором, или null, если комната не найдена
     */
    public Room getRoom(String roomId) {
        return this.rooms.get(roomId);
    }

    /**
     * Получить комнату, в которой участвует пользователь с данным идентификатором
     * @param participantId идентификатор пользователя, который является участником комнаты
     * @return объект Room, представляющий комнату, в которой участвует пользователь с данным идентификатором, или null, если такой комнаты не найдено
     */
    public Room getRoomByParticipantId(String participantId) {
        for(Room room : this.rooms.values()) {
            if(room.containsParticipant(participantId)) {
                return room;
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * Получает количество комнат на этом сервере
     * @return возвращает количество комнат на сервере
     */
    public int getRoomsCount() {
        return this.rooms.size();
    }

    /**
     * Устанавливает потребителя для обработки входящих ICE-кандидатов от сервера SFU.
     * @param onIceCandidate потребитель, который будет вызываться при получении сообщения от сервера SFU с кодом 0x04,
     * содержащим информацию об ICE-кандидате для одного из участников комнаты. 
     * Параметром будет объект ICECandidate, который содержит информацию о комнате, участнике и самом 
     * кандидате, необходимую для правильной маршрутизации данных между участниками звонка через сервер SFU.
     */
    public void setIceConsumer(Consumer<ICECandidate> onIceCandidate) {
        this.onIceCandidate = onIceCandidate;
    }

    /**
     * Устанавливает потребителя для обработки входящих SDP Answer от сервера SFU.
     * @param onSdpAnswer потребитель, который будет вызываться при получении сообщения от сервера SFU с кодом 0x05,
     * содержащим информацию об SDP Answer для одного из участников комнаты. 
     * Параметром будет объект SDPAnswer, который содержит информацию о комнате, участнике и самом SDP Answer, 
     * необходимую для установления медиа-сессии между участником и сервером SFU.
     */
    public void setAnswerConsumer(Consumer<SDPAnswer> onSdpAnswer) {
        this.onSdpAnswer = onSdpAnswer;
    }

    /**
     * Устанавливает потребителя для обработки входящих SDP Offer от сервера SFU при renegotiation.
     * @param onSdpOffer потребитель, который будет вызываться при получении сообщения от сервера SFU с кодом 0x08,
     * содержащим информацию об SDP Offer для одного из участников комнаты при renegotiation. 
     * Параметром будет объект SDPOffer, который содержит информацию о комнате, участнике и самом SDP Offer, 
     * необходимую для установления медиа-сессии между участником и сервером SFU.
     */
    public void setOfferConsumer(Consumer<SDPOffer> onSdpOffer) {
        this.onSdpOffer = onSdpOffer;
    }
}