use std::{
    cell::RefCell,
    collections::VecDeque,
    marker::PhantomData,
    mem,
    pin::Pin,
    rc::Rc,
    task::{Context, RawWaker, RawWakerVTable, Waker},
};

use futures::{future::LocalBoxFuture, Future, FutureExt};

use crate::reactor::Reactor;

// scoped_thread_local 宏创建的 本地线程独享的变量
// EX Executor 类型实例
scoped_tls::scoped_thread_local!(pub(crate) static EX: Executor);

pub struct Executor {
    local_queue: TaskQueue, // 任务队列
    // pub(crate) 作用域
    // Rc 和 RefCell: 多个所有者 且 可变
    pub(crate) reactor: Rc<RefCell<Reactor>>,

    /// Make sure the type is `!Send` and `!Sync`.
    /// 将 Executor 当作 Rc<()>, Rc 非线程安全,这样编译器就不会自动实现 Send 和 Sync
    /// Send 和 Sync 跨线程才有, thread-per-core 不需要
    _marker: PhantomData<Rc<()>>,
}

impl Default for Executor {
    fn default() -> Self {
        // 构造方法
        Self::new()
    }
}

impl Executor {
    pub fn new() -> Self {
        // 构造方法
        Self {
            local_queue: TaskQueue::default(),
            reactor: Rc::new(RefCell::new(Reactor::default())),

            _marker: PhantomData, // 自动实现 Pin
        }
    }
    // 创建新 task
    pub fn spawn(fut: impl Future<Output = ()> + 'static) {
        let t: Rc<Task> = Rc::new(Task {
            future: RefCell::new(fut.boxed_local()),
        }); // 打包到 Rc<Task> 中
        EX.with(|ex| ex.local_queue.push(t)); // 添加到任务队列
    }

    pub fn block_on<F, T, O>(&self, f: F) -> O
    // 真正执行开始的地方
    where
        F: Fn() -> T,                    // 闭包
        T: Future<Output = O> + 'static, // task ?
    {
        let _waker: Waker = waker_fn::waker_fn(|| {}); // 空的 Waker
        let cx = &mut Context::from_waker(&_waker); // 从 _waker 创建上下文

        EX.set(self, || {
            // 闭包
            let fut = f(); // task 本身
            pin_utils::pin_mut!(fut); // pin_mut! 宏,将 fut 变成 Pin<&mut F> 固定内存地址
            loop {
                // 任务队列循环
                // return if the outer future is ready
                // 第一次 poll
                if let std::task::Poll::Ready(t) = fut.as_mut().poll(cx) {
                    break t;
                }

                // consume all tasks | 在 任务队列中的都是待处理任务
                while let Some(t) = self.local_queue.pop() {
                    let future = t.future.borrow_mut();
                    let w = waker(t.clone()); // Waker 实例
                    let mut context: Context<'_> = Context::from_waker(&w); // Context 实例
                    let _ = Pin::new(future).as_mut().poll(&mut context); // poll
                }

                // no task to execute now, it may ready | 没有任务可执行, 再试试 fut ?
                if let std::task::Poll::Ready(t) = fut.as_mut().poll(cx) {
                    break t;
                }

                // block for io
                self.reactor.borrow_mut().wait();
            }
        })
    }
}

// 任务队列
pub struct TaskQueue {
    queue: RefCell<VecDeque<Rc<Task>>>, // 直接的 VecDeque
}

impl Default for TaskQueue {
    fn default() -> Self {
        Self::new()
    }
}

impl TaskQueue {
    pub fn new() -> Self {
        // 默认容量 4096
        const DEFAULT_TASK_QUEUE_SIZE: usize = 4096;
        Self::new_with_capacity(DEFAULT_TASK_QUEUE_SIZE)
    }
    pub fn new_with_capacity(capacity: usize) -> Self {
        // 指定容量
        Self {
            queue: RefCell::new(VecDeque::with_capacity(capacity)),
        }
    }

    pub(crate) fn push(&self, runnable: Rc<Task>) {
        // 添加任务
        println!("add task");
        self.queue.borrow_mut().push_back(runnable);
    }

    pub(crate) fn pop(&self) -> Option<Rc<Task>> {
        // 移除任务
        println!("remove task");
        self.queue.borrow_mut().pop_front()
    }
}

// 任务 / 协程 本身
pub struct Task {
    // 所有权的缘故 用了 RefCell,不可变引用情况下
    // 不知道具体的类型,只是实现了 future trait,得用 Box 包装 -> LocalBoxFuture
    // 整个的生命周期干脆 static 反正协程活的比其他长
    future: RefCell<LocalBoxFuture<'static, ()>>,
}

fn waker(wake: Rc<Task>) -> Waker {
    let ptr = Rc::into_raw(wake) as *const ();
    let vtable = &Helper::VTABLE;
    unsafe { Waker::from_raw(RawWaker::new(ptr, vtable)) }
}

impl Task {
    fn wake_(self: Rc<Self>) {
        // 唤醒
        Self::wake_by_ref_(&self)
    }

    fn wake_by_ref_(self: &Rc<Self>) {
        // 唤醒
        EX.with(|ex: &Executor| ex.local_queue.push(self.clone())); // 添加到任务队列
    }
}

struct Helper;

impl Helper {
    // RawWakerVTable 原始唤醒器的虚函数表
    const VTABLE: RawWakerVTable = RawWakerVTable::new(
        Self::clone_waker,
        Self::wake,
        Self::wake_by_ref,
        Self::drop_waker,
    );
    // unsafe 要非常小心
    unsafe fn clone_waker(data: *const ()) -> RawWaker {
        // 克隆 waker 指针
        increase_refcount(data); // 增加计数,虽然下面只是增加了一个引用
        let vtable = &Self::VTABLE; // VTABLE 的引用
        RawWaker::new(data, vtable) // 原始唤醒器 的 实例
    }

    unsafe fn wake(ptr: *const ()) {
        let rc = Rc::from_raw(ptr as *const Task);
        rc.wake_();
    }

    unsafe fn wake_by_ref(ptr: *const ()) {
        let rc = mem::ManuallyDrop::new(Rc::from_raw(ptr as *const Task));
        rc.wake_by_ref_();
    }

    unsafe fn drop_waker(ptr: *const ()) {
        drop(Rc::from_raw(ptr as *const Task));
    }
}

#[allow(clippy::redundant_clone)] // The clone here isn't actually redundant.
unsafe fn increase_refcount(data: *const ()) {
    // Retain Rc, but don't touch refcount by wrapping in ManuallyDrop
    let rc = mem::ManuallyDrop::new(Rc::<Task>::from_raw(data as *const Task));
    // Now increase refcount, but don't drop new refcount either
    let _rc_clone: mem::ManuallyDrop<_> = rc.clone();
}