using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Reflection;
using System.Text;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;

namespace Implab {

	public delegate void ErrorHandler(Exception e);

	public delegate void ResultHandler<T>(T result);
	public delegate TNew ResultMapper<TSrc,TNew>(TSrc result);
	public delegate Promise<TNew> ChainedOperation<TSrc,TNew>(TSrc result);

	/// <summary>
	/// Класс для асинхронного получения результатов. Так называемое "обещание".
	/// </summary>
	/// <typeparam name="T">Тип получаемого результата</typeparam>
	/// <remarks>
	/// <para>Сервис при обращении к его методу дает обещаиние о выполнении операции,
	/// клиент получив такое обещание может установить ряд обратных вызово для получения
	/// событий выполнения обещания, тоесть завершения операции и предоставлении результатов.</para>
	/// <para>
	/// Обещение может быть как выполнено, так и выполнено с ошибкой. Для подписки на
	/// данные события клиент должен использовать методы <c>Then</c>.
	/// </para>
	/// <para>
	/// Сервис, в свою очередь, по окончанию выполнения операции (возможно с ошибкой),
	/// использует методы <c>Resolve</c> либо <c>Reject</c> для оповещения клиетна о
	/// выполнении обещания.
	/// </para>
	/// <para>
	/// Если сервер успел выполнить обещание еще до того, как клиент на него подписался,
	/// то в момент подписки клиента будут вызваны соответсвующие события в синхронном
	/// режиме и клиент будет оповещен в любом случае. Иначе, обработчики добавляются в
	/// список в порядке подписания и в этом же порядке они будут вызваны при выполнении
	/// обещания.
	/// </para>
	/// <para>
	/// Обрабатывая результаты обещания можно преобразовывать результаты либо инициировать
	/// связанные асинхронные операции, которые также возвращают обещания. Для этого следует
	/// использовать соответствующую форму методе <c>Then</c>.
	/// </para>
	/// <para>
	/// Также хорошим правилом является то, что <c>Resolve</c> и <c>Reject</c> должен вызывать
	/// только инициатор обещания иначе могут возникнуть противоречия.
	/// </para>
	/// </remarks>
	public class Promise<T> {

		struct ResultHandlerInfo {
			public ResultHandler<T> resultHandler;
			public ErrorHandler errorHandler;
		}

		enum State {
			Unresolved,
			Resolving,
			Resolved,
			Cancelled
		}

		LinkedList<ResultHandlerInfo> m_handlersChain = new LinkedList<ResultHandlerInfo>();
		State m_state;
		bool m_cancellable;
		T m_result;
		Exception m_error;

		public Promise() {
			m_cancellable = true;
		}

		/// <summary>
		/// Событие, возникающее при отмене асинхронной операции.
		/// </summary>
		/// <description>
		/// Как правило используется для оповещения объекта, выполняющего асинхронную операцию, о том, что ее следует отменить.
		/// </description>
		public event EventHandler Cancelled;

		/// <summary>
		/// Выполняет обещание, сообщая об успешном выполнении.
		/// </summary>
		/// <param name="result">Результат выполнения.</param>
		/// <exception cref="InvalidOperationException">Данное обещание уже выполнено</exception>
		public void Resolve(T result) {
			lock (this) {
				if (m_state == State.Cancelled)
					return;
				if (m_state != State.Unresolved)
					throw new InvalidOperationException("The promise is already resolved");
				m_result = result;
				m_state = State.Resolving;
			}

			ResultHandlerInfo handler;
			while (FetchNextHandler(out handler))
				InvokeHandler(handler);
		}

		/// <summary>
		/// Выполняет обещание, сообщая об ошибке
		/// </summary>
		/// <param name="error">Исключение возникшее при выполнении операции</param>
		/// <exception cref="InvalidOperationException">Данное обещание уже выполнено</exception>
		public void Reject(Exception error) {
			lock (this) {
				if (m_state == State.Cancelled)
					return;
				if (m_state != State.Unresolved)
					throw new InvalidOperationException("The promise is already resolved");
				m_error = error;
				m_state = State.Resolving;
			}

			ResultHandlerInfo handler;
			while (FetchNextHandler(out handler))
				InvokeHandler(handler);
		}

		/// <summary>
		/// Отменяет операцию, если это возможно.
		/// </summary>
		/// <returns><c>true</c> Операция была отменена, обработчики не будут вызваны.<c>false</c> отмена не возможна, поскольку обещание уже выполнено и обработчики отработали.</returns>
		public bool Cancel() {
			lock(this) {
				if (m_state == State.Unresolved && m_cancellable) {
					m_state = State.Cancelled;
					return true;
				} else
					return false;
			}
		}

		/// <summary>
		/// Добавляет обработчики событий выполнения обещания.
		/// </summary>
		/// <param name="success">Обработчик успешного выполнения обещания.
		/// Данному обработчику будет передан результат выполнения операции.</param>
		/// <param name="error">Обработчик ошибки. Данный обработчик получит
		/// исключение возникшее при выполнении операции.</param>
		/// <returns>Само обещание</returns>
		public Promise<T> Then(ResultHandler<T> success, ErrorHandler error) {
			if (success == null && error == null)
				return this;

			AddHandler(new ResultHandlerInfo() {
				resultHandler = success,
				errorHandler = error
			});

			return this;
		}

		public Promise<T> Then(ResultHandler<T> success) {
			return Then (success, null);
		}

		public Promise<T> Anyway(Action handler) {
			if (handler == null)
				return this;
			AddHandler(new ResultHandlerInfo {
				resultHandler = x => handler(),
				errorHandler = x => handler()
			});

			return this;
		}

		/// <summary>
		/// Позволяет преобразовать результат выполения операции к новому типу.
		/// </summary>
		/// <typeparam name="TNew">Новый тип результата.</typeparam>
		/// <param name="mapper">Преобразование результата к новому типу.</param>
		/// <param name="error">Обработчик ошибки. Данный обработчик получит
		/// исключение возникшее при выполнении операции.</param>
		/// <returns>Новое обещание, которое будет выполнено при выполнении исходного обещания.</returns>
		public Promise<TNew> Map<TNew>(ResultMapper<T, TNew> mapper, ErrorHandler error) {
			if (mapper == null)
				throw new ArgumentNullException("mapper");

			// создаем прицепленное обещание
			Promise<TNew> chained = new Promise<TNew>();

			AddHandler(new ResultHandlerInfo() {
				resultHandler = delegate(T result) {
					try {
						// если преобразование выдаст исключение, то сработает reject сцепленного deferred
						chained.Resolve(mapper(result));
					} catch (Exception e) {
						chained.Reject(e);
					}
				},
				errorHandler = delegate(Exception e) {
					if (error != null)
					error(e);
					// в случае ошибки нужно передать исключение дальше по цепочке
					chained.Reject(e);
				}
			});

			return chained;
		}

		public Promise<TNew> Map<TNew>(ResultMapper<T, TNew> mapper) {
			return Map (mapper, null);
		}

		/// <summary>
		/// Сцепляет несколько аснхронных операций. Указанная асинхронная операция будет вызвана после
		/// выполнения текущей, а результат текущей операции может быть использован для инициализации
		/// новой операции.
		/// </summary>
		/// <typeparam name="TNew">Тип результата указанной асинхронной операции.</typeparam>
		/// <param name="chained">Асинхронная операция, которая должна будет начаться после выполнения текущей.</param>
		/// <param name="error">Обработчик ошибки. Данный обработчик получит
		/// исключение возникшее при выполнении текуещй операции.</param>
		/// <returns>Новое обещание, которое будет выполнено по окончанию указанной аснхронной операции.</returns>
		public Promise<TNew> Chain<TNew>(ChainedOperation<T, TNew> chained, ErrorHandler error) {

			// проблема в том, что на момент связывания еще не начата асинхронная операция, поэтому нужно
			// создать посредника, к которому будут подвызяваться следующие обработчики.
			// когда будет выполнена реальная асинхронная операция, она обратиться к посреднику, чтобы
			// передать через него результаты работы.
			Promise<TNew> medium = new Promise<TNew>();

			AddHandler(new ResultHandlerInfo() {
				resultHandler = delegate(T result) {
					try {
						chained(result).Then(
							x => medium.Resolve(x),
							e => medium.Reject(e)
							);
					} catch(Exception e) {
						// если сцепленное действие выдало исключение вместо обещания, то передаем ошибку по цепочке
						medium.Reject(e);
					}
				},
				errorHandler = delegate(Exception e) {
					if (error != null)
					error(e);
					// в случае ошибки нужно передать исключение дальше по цепочке
					medium.Reject(e);
				}
			});

			return medium;
		}

		public Promise<TNew> Chain<TNew>(ChainedOperation<T, TNew> chained) {
			return Chain (chained, null);
		}

		/// <summary>
		/// Дожидается отложенного обещания и в случае успеха, возвращает
		/// его, результат, в противном случае бросает исключение.
		/// </summary>
		/// <remarks>
		/// <para>
		/// Если ожидание обещания было прервано по таймауту, это не значит,
		/// что обещание было отменено или что-то в этом роде, это только
		/// означает, что мы его не дождались, однако все зарегистрированные
		/// обработчики, как были так остались и они будут вызваны, когда
		/// обещание будет выполнено.
		/// </para>
		/// <para>
		/// Такое поведение вполне оправдано поскольку таймаут может истечь
		/// в тот момент, когда началась обработка цепочки обработчиков, и
		/// к тому же текущее обещание может стоять в цепочке обещаний и его
		/// отклонение может привести к непрогнозируемому результату.
		/// </para>
		/// </remarks>
		/// <param name="timeout">Время ожидания</param>
		/// <returns>Результат выполнения обещания</returns>
		public T Join(int timeout) {
			ManualResetEvent evt = new ManualResetEvent(false);
			Anyway(() => evt.Set());

			if (!evt.WaitOne(timeout, true))
				throw new TimeoutException();

			if (m_error != null)
				throw new TargetInvocationException( m_error );
			else
				return m_result;
		}

		public T Join() {
			return Join(Timeout.Infinite);
		}

		/// <summary>
		/// Данный метод последовательно извлекает обработчики обещания и когда
		/// их больше не осталось - ставит состояние "разрешено".
		/// </summary>
		/// <param name="handler">Информация об обработчике</param>
		/// <returns>Признак того, что еще остались обработчики в очереди</returns>
		bool FetchNextHandler(out ResultHandlerInfo handler) {
			handler = default(ResultHandlerInfo);

			lock (this) {
				Debug.Assert(m_state == State.Resolving);

				if (m_handlersChain.Count > 0) {
					handler = m_handlersChain.First.Value;
					m_handlersChain.RemoveFirst();
					return true;
				} else {
					m_state = State.Resolved;
					return false;
				}
			}
		}

		void AddHandler(ResultHandlerInfo handler) {
			bool invokeRequired = false;

			lock (this) {
				if (m_state != State.Resolved)
					m_handlersChain.AddLast(handler);
				else
					invokeRequired = true;
			}

			// обработчики не должны блокировать сам объект
			if (invokeRequired)
				InvokeHandler(handler);
		}

		void InvokeHandler(ResultHandlerInfo handler) {
			if (m_error == null) {
				try {
					if (handler.resultHandler != null)
						handler.resultHandler(m_result);
				} catch { }
			}

			if (m_error != null) {
				try {
					if (handler.errorHandler !=null)
						handler.errorHandler(m_error);
				} catch { }
			}
		}


	}
}