using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace GeoSigmaDrawLib
{
    /// <summary>
    /// 提供一个通用的、线程安全的UI调度器（Dispatcher）。
    /// 它允许任何后台线程安全地、解耦地在UI线程上执行代码，
    /// 支持“即发即忘”(Post) 和 “请求/响应”(RequestAsync) 模式。
    /// </summary>
    /// <remarks>
    /// 此类是一个单例，必须在UI线程上通过调用 <see cref="Initialize"/> 方法进行初始化。
    /// </remarks>
    public class UiDispatcher
    {
        private static readonly UiDispatcher InstanceValue = new UiDispatcher();
        private SynchronizationContext uiContext = null;

        private UiDispatcher()
        {
        }

        /// <summary>
        /// 获取 UiDispatcher 的全局单例实例。
        /// </summary>
        public static UiDispatcher Instance => InstanceValue;

        /// <summary>
        /// 初始化调度器。此方法必须在主UI线程上（例如 Program.cs 或主窗体的构造函数/Load事件中）调用一次。
        /// </summary>
        /// <param name="uiContext">UI线程的同步上下文。请传入 <see cref="SynchronizationContext.Current"/>。</param>
        public void Initialize(SynchronizationContext uiContext)
        {
            this.uiContext = uiContext ?? throw new ArgumentNullException(nameof(uiContext));
        }

        /// <summary>
        /// [即发即忘] 异步地在UI线程上执行一个无参数的委托。
        /// 调用方线程不会等待执行完成。
        /// </summary>
        /// <param name="action">要在UI线程上执行的 <see cref="Action"/>。</param>
        public void Post(Action action)
        {
            CheckInitialized();
            uiContext.Post(_ => action(), null);
        }

        /// <summary>
        /// [即发即忘] 异步地在UI线程上执行一个带参数的委托。
        /// 调用方线程不会等待执行完成。
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">参数的类型。</typeparam>
        /// <param name="action">要在UI线程上执行的 <see cref="Action{T}"/>。</param>
        /// <param name="state">要传递给委托的参数（状态）。</param>
        public void Post<T>(Action<T> action, T state)
        {
            CheckInitialized();
            uiContext.Post(s => action((T)s), state);
        }

        /// <summary>
        /// [请求/响应] 异步地在UI线程上执行一个“无参数、有返回值”的委托。
        /// 调用方（任何线程）可以 <c>await</c> 此方法以非阻塞的方式获取UI线程的执行结果。
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TResult">UI线程委托返回值的类型。</typeparam>
        /// <param name="func">要在UI线程上执行并返回结果的 <see cref="Func{TResult}"/>。</param>
        /// <returns>一个表示异步操作的任务（Task），其结果 <c>TResult</c> 为UI线程委托的返回值。</returns>
        public Task<TResult> RequestAsync<TResult>(Func<TResult> func)
        {
            CheckInitialized();
            var tcs = new TaskCompletionSource<TResult>();

            uiContext.Post(
                _ =>
            {
                try
                {
                    TResult result = func();
                    tcs.SetResult(result);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    tcs.SetException(ex);
                }
            }, null);

            return tcs.Task;
        }

        /// <summary>
        /// [请求/响应] 异步地在UI线程上执行一个“有参数、有返回值”的委托。
        /// 调用方（任何线程）可以 <c>await</c> 此方法以非阻塞的方式获取UI线程的执行结果。
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TInput">输入参数的类型。</typeparam>
        /// <typeparam name="TResult">UI线程委托返回值的类型。</typeparam>
        /// <param name="func">要在UI线程上执行并返回结果的 <see cref="Func{TInput, TResult}"/>。</param>
        /// <param name="input">要传递给UI线程委托的参数。</param>
        /// <returns>一个表示异步操作的任务（Task），其结果 <c>TResult</c> 为UI线程委托的返回值。</returns>
        public Task<TResult> RequestAsync<TInput, TResult>(Func<TInput, TResult> func, TInput input)
        {
            CheckInitialized();
            var tcs = new TaskCompletionSource<TResult>();

            uiContext.Post(
                state =>
                {
                    try
                    {
                        TResult result = func((TInput)state);
                        tcs.SetResult(result);
                    }
                    catch (Exception ex)
                    {
                        tcs.SetException(ex);
                    }
                }, input);

            return tcs.Task;
        }

        /// <summary>
        /// [同步请求/响应] 同步地在UI线程上执行一个委托并立即返回结果。
        /// <para>
        /// 警告：此方法会 <b>阻塞</b> 调用方线程（如果是非UI线程），直到UI线程处理完毕。
        /// 过度使用可能导致性能问题或线程死锁。请优先使用 <see cref="RequestAsync{TResult}(Func{TResult})"/>。
        /// </para>
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TResult">返回值的类型。</typeparam>
        /// <param name="func">要在UI线程上执行并返回结果的 <see cref="Func{TResult}"/>。</param>
        /// <returns>UI线程委托的返回值。</returns>
        public TResult RequestSend<TResult>(Func<TResult> func)
        {
            CheckInitialized();
            TResult result = default;
            // 使用 Send 方法进行同步（阻塞）调用
            uiContext.Send(
                _ =>
            {
                result = func();
            }, null);
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 检查调度器是否已成功初始化。
        /// </summary>
        /// <exception cref="InvalidOperationException">如果调度器尚未通过 <see cref="Initialize"/> 方法初始化，则抛出此异常。</exception>
        private void CheckInitialized()
        {
            if (uiContext == null)
            {
                throw new InvalidOperationException("UiDispatcher尚未初始化。请确保在主UI线程上调用了 Initialize(SynchronizationContext.Current)。");
            }
        }
    }
}