import AVFoundation
import Foundation
import MediaKit

/// Wiedergabe über den Systemplayer.
///
/// Der bevorzugte Weg, wann immer das Format ihn zulässt: Bild-in-Bild,
/// AirPlay, die Steuerung im Sperrbildschirm und der Umgang mit
/// Unterbrechungen durch Anrufe kommen alle mit, ohne dass etwas davon
/// nachgebaut werden müsste.
@MainActor
public final class AVPlayerEngine: VideoPlayerEngine {
    /// Wird von der Ansicht gebraucht, um die Bildebene zu bauen. Der einzige
    /// Grund, warum AVFoundation überhaupt nach außen sichtbar ist.
    public let player = AVPlayer()

    public private(set) var state: PlaybackState = .idle {
        didSet {
            guard state != oldValue else { return }
            noteStall(from: oldValue, to: state)
            continuation?.yield(.stateChanged(state))
        }
    }

    public private(set) var duration: Duration?
    public private(set) var audioTracks: [MediaTrack] = []
    public private(set) var subtitleTracks: [MediaTrack] = []

    public var currentTime: Duration {
        let seconds = player.currentTime().seconds
        guard seconds.isFinite, seconds >= 0 else { return .zero }
        return .seconds(seconds)
    }

    public let supportsPictureInPicture = true
    public let supportsAirPlay = true

    public private(set) lazy var events: AsyncStream<PlaybackEvent> = {
        AsyncStream { continuation in
            self.continuation = continuation
        }
    }()

    private var continuation: AsyncStream<PlaybackEvent>.Continuation?
    private var timeObserver: Any?
    private var metadataTask: Task<Void, Never>?
    /// Wohin gesprungen werden soll, sobald der Player bereit ist.
    ///
    /// Ein `seek` vor `readyToPlay` verwirft AVPlayer kommentarlos — das
    /// Fortsetzen landete dann wieder am Anfang.
    private var pendingStartTime: Duration = .zero
    /// Ob gerade ein Sprung an die gemerkte Stelle läuft.
    private var isSeekingToStart = false
    private var observations: [NSKeyValueObservation] = []
    private var endObserver: (any NSObjectProtocol)?
    private var stallObserver: (any NSObjectProtocol)?

    /// Die Sprossen der Playlist, aufsteigend, in Kilobit je Sekunde.
    ///
    /// Leer, solange nichts geladen ist — und leer bleibt sie auch bei einer
    /// Datei, die gar keine Playlist ist. Genau daran unterscheidet
    /// `statistics` später „keine Leiter" von „eine Stufe".
    private var variantBitrates: [Int] = []

    /// Ob überhaupt jemand spielen wollte.
    ///
    /// **Der Unterschied zwischen „pausiert" und „kommt nicht voran".**
    /// `timeControlStatus` meldet beides als `.paused`: das Anhalten durch
    /// den Nutzer und den Fall, dass `play()` gerufen wurde, der Player aber
    /// nicht losläuft — weil die Quelle noch nicht bereit ist oder weil nichts
    /// ankommt. Ohne diese Unterscheidung zeigte der Player ein
    /// Abspielsymbol, als hätte man selbst angehalten, während in Wahrheit
    /// auf Daten gewartet wurde. Wer dann tippte, drückte auf Play bei etwas,
    /// das längst laufen sollte.
    private var wantsToPlay = false

    /// Wie oft es gestockt hat, seit diese Quelle läuft.
    ///
    /// Aus `playbackStalledNotification` und **nicht** aus dem
    /// Zugriffsprotokoll: die Meldung kommt bei jeder Quelle, das Protokoll
    /// nur bei Streamsn über das Netz. Beides zu addieren zählte doppelt.
    private var subtitleStyle: SubtitleStyle?
    private var stallCount = 0
    /// Aufsummierte Wartezeit. Siehe `noteStall(from:to:)`.
    private var accumulatedStall: Duration = .zero
    private var bufferingSince: ContinuousClock.Instant?

    public init() {
        AudioSession.activate()

        // **AVPlayer wählt Untertitel sonst selbst — und schaltet sie ab.**
        //
        // Diese Eigenschaft steht von Haus aus auf `true`: der Player richtet
        // sich dann nach den Untertiteleinstellungen des Systems. Die stehen
        // in aller Regel auf „aus", und damit nimmt er jede Wahl, die wir
        // treffen, wieder zurück — lautlos, und erst nachdem wir sie gesetzt
        // haben.
        //
        // Zu sehen war das als „ich schalte Untertitel ein und sehe nichts":
        // der Server lieferte sie, die Spur war im Stream, ausgewählt war sie
        // auch, und angezeigt wurde trotzdem nichts.
        //
        // Beim Ton ändert das Abschalten nichts: welche Spur klingt, ist
        // längst beim Aushandeln entschieden, und bei einem umgerechneten
        // Stream kommt ohnehin nur eine an.
        player.appliesMediaSelectionCriteriaAutomatically = false
    }

    public func load(_ source: PlaybackSource) async throws(PlaybackFailure) {
        teardownObservers()
        state = .loading

        // Die Buchführung gehört zur Quelle, nicht zur Engine: ein neuer Titel
        // fängt bei null an, sonst schleppte die Zahl den vorigen Film mit.
        variantBitrates = []
        // Sie gehören zum Stream, nicht zur Engine — sonst hielte die Liste
        // zwischen zwei Aufbauten die Spuren des alten.
        audioTracks = []
        subtitleTracks = []
        isSeekingToStart = false
        wantsToPlay = false
        stallCount = 0
        accumulatedStall = .zero
        bufferingSince = nil

        pendingStartTime = source.startTime

        let asset = AVURLAsset(url: source.url, options: [
            // Keine genaue Dauer verlangen. Sonst durchsucht AVFoundation bei
            // manchen Formaten die ganze Datei, bevor es überhaupt anfängt —
            // und „ganze Datei" heißt bei einem Remux vierzig Gigabyte.
            AVURLAssetPreferPreciseDurationAndTimingKey: false,
        ])
        let item = AVPlayerItem(asset: asset)

        // **Vorrat statt Reaktion.**
        //
        // Ohne diese Angabe legt AVPlayer so viel an, wie es für einen
        // zügigen Start braucht — und keinen Meter mehr. Das ist richtig, wenn
        // die Leitung trägt, und falsch, wenn sie aussetzt: ein Loch von
        // fünf Sekunden trifft dann auf einen Puffer von fünf Sekunden, und
        // das Bild steht.
        //
        // Der Preis ist ehrlich: der Start dauert länger, und wer springt,
        // wirft den angelegten Vorrat weg. Beides ist weniger schlimm als ein
        // Rückler mitten im Satz.
        if let vorrat = source.forwardBuffer {
            item.preferredForwardBufferDuration = TimeInterval(
                Double(vorrat.components.seconds)
            )
        }

        // **Auch am frischen Gegenstand.** Er beginnt ungestaltet, und ohne
        // diese Zeile fiele jede weitere Folge auf die Vorgabe zurück.
        if let subtitleStyle {
            item.textStyleRules = subtitleStyle.textStyleRules
        }

        player.replaceCurrentItem(with: item)

        observe(item: item)
        observePlayer()

        // Hier ist Schluss. Dauer und Spuren werden NICHT abgewartet.
        //
        // Genau daran hing der Player vorher fest: `asset.load(.duration)`
        // holt so viel von der Datei, bis der Index gefunden ist. Bei MP4 und
        // MKV sitzt der oft am Ende — über eine langsame Leitung dauert das
        // Minuten, und in dieser Zeit stand nur ein Ladekreis da, obwohl
        // AVPlayer längst hätte anfangen können.
        //
        // Beides kommt jetzt nach, sobald es da ist, und meldet sich über den
        // Ereignisstrom. Bis dahin läuft das Bild schon.
        loadMetadataInBackground(from: asset)
    }

    /// Holt Dauer und Spuren nach, ohne die Wiedergabe aufzuhalten.
    private func loadMetadataInBackground(from asset: AVURLAsset) {
        metadataTask?.cancel()
        metadataTask = Task { [weak self] in
            guard let self else { return }

            if let assetDuration = try? await asset.load(.duration),
               assetDuration.isNumeric,
               !Task.isCancelled {
                let value = Duration.seconds(assetDuration.seconds)
                duration = value
                continuation?.yield(.durationResolved(value))
            }

            guard !Task.isCancelled else { return }
            // **Die Leiter.** Hier und nicht vorher: die Frage „wie viele
            // Stufen hat diese Playlist" beantwortet der Parser des Players,
            // aber sie zu beantworten kostet einen Abruf — und der darf den
            // Start so wenig aufhalten wie Dauer und Spuren.
            //
            // Bei einer Datei kommt eine leere Liste zurück. Das ist keine
            // Leiter mit null Sprossen, sondern gar keine Leiter, und genau
            // so wird es unten auch gemeldet.
            if let variants = try? await asset.load(.variants), !Task.isCancelled {
                variantBitrates = variants
                    .compactMap(\.peakBitRate)
                    .map { Int(($0 / 1_000).rounded()) }
                    .filter { $0 > 0 }
                    .sorted()
            }

            guard !Task.isCancelled else { return }
            // Scheitert die Spurenliste, bleibt die Wiedergabe trotzdem
            // laufen — es fehlt dann nur die Auswahl im Menü. Das ist ein
            // besserer Zustand als ein Abbruch.
            try? await loadTracks(from: asset)
        }
    }

    public func play() {
        wantsToPlay = true
        player.play()
    }

    public func pause() {
        wantsToPlay = false
        player.pause()
    }

    public func seek(to time: Duration) async {
        let target = CMTime(seconds: time.seconds, preferredTimescale: 600)
        // Genau springen statt zum nächsten Schlüsselbild: beim Zurückspringen
        // um zehn Sekunden landet man sonst je nach Datei bis zu mehreren
        // Sekunden daneben.
        await player.seek(to: target, toleranceBefore: .zero, toleranceAfter: .zero)
        continuation?.yield(.timeChanged(time))
    }

    public func setPeakBitrate(_ kilobits: Int?) {
        guard let item = player.currentItem else { return }
        // Null heißt bei AVFoundation „keine Grenze". Kein Sonderfall, nur
        // eine andere Schreibweise für dasselbe.
        item.preferredPeakBitRate = kilobits.map { Double($0) * 1_000 } ?? 0
    }

    public func setRate(_ rate: Double) {
        player.rate = Float(rate)
    }

    public func selectAudioTrack(_ track: MediaTrack?) {
        select(track, in: .audible)
    }

    public func selectSubtitleTrack(_ track: MediaTrack?) {
        select(track, in: .legible)
    }

    /// Gestaltet die Untertitel — sofort, und auch beim nächsten Film.
    ///
    /// **Beides ist nötig.** Ein frisches `AVPlayerItem` beginnt ungestaltet;
    /// wer nur das laufende anfasst, sieht die nächste Folge wieder in der
    /// Vorgabe. Deshalb wird der Wunsch gemerkt und in `load(_:)` erneut
    /// angelegt.
    public func applySubtitleStyle(_ style: SubtitleStyle) {
        subtitleStyle = style
        guard let item = player.currentItem else { return }
        item.textStyleRules = style.textStyleRules

        // **Und die Spur neu wählen, sonst bleibt es bei der alten Form.**
        //
        // `textStyleRules` wird nur gelesen, wenn die Untertitelspur
        // ausgewählt wird — eine laufende Einblendung zeichnet AVFoundation
        // davon nicht neu. Das war genau der Eindruck: man stellt um, es
        // passiert nichts, und erst wer die Untertitel aus- und wieder
        // einschaltet, sieht die Änderung. Das Aus- und Einschalten ist die
        // Neuwahl — also machen wir sie selbst.
        //
        // Abgewählt und wieder angewählt wird dieselbe Option, nicht die
        // erste: bei mehreren Spuren wäre das ein stiller Sprachwechsel.
        guard let group = item.asset.mediaSelectionGroup(forMediaCharacteristic: .legible),
              let gewählt = item.currentMediaSelection.selectedMediaOption(in: group)
        else { return }

        item.select(nil, in: group)
        item.select(gewählt, in: group)
    }

    /// Was gerade über die Leitung kommt.
    ///
    /// Aus dem Zugriffsprotokoll des Players: es führt Buch über jede
    /// gezogene Stufe. Der **letzte** Eintrag ist der aktuelle; die früheren
    /// beschreiben, was vorher lief.
    public var statistics: PlaybackStatistics? {
        guard let item = player.currentItem else { return nil }
        let events = item.accessLog()?.events ?? []
        let event = events.last

        func kilobits(_ value: Double?) -> Int? {
            guard let value, value > 0 else { return nil }
            return Int((value / 1_000).rounded())
        }

        let size = item.presentationSize
        return PlaybackStatistics(
            observedBitrate: kilobits(event?.observedBitrate),
            indicatedBitrate: kilobits(event?.indicatedBitrate),
            width: size.width > 0 ? Int(size.width) : nil,
            height: size.height > 0 ? Int(size.height) : nil,
            // **Über alle Einträge summiert, nicht nur der letzte.** Das
            // Protokoll legt bei jedem Stufenwechsel einen neuen an, und
            // dessen Zähler beginnt wieder bei null. Wer nur `last` liest,
            // verliert nach jedem Wechsel die ganze Vorgeschichte — und sieht
            // eine Wiedergabe, die schon zwanzigmal Bilder verworfen hat, als
            // makellos an.
            droppedFrames: events.isEmpty
                ? nil
                : events.reduce(0) { $0 + max(0, $1.numberOfDroppedVideoFrames) },
            variantCount: variantBitrates.isEmpty ? nil : variantBitrates.count,
            variantBitrates: variantBitrates,
            bufferedAhead: bufferedAhead(in: item),
            isLikelyToKeepUp: item.isPlaybackLikelyToKeepUp,
            stallCount: stallCount,
            stalledTime: stalledTime
        )
    }

    /// Wie weit der Puffer vor der Abspielstelle reicht.
    ///
    /// Gibt `nil` zurück, wenn noch gar nichts geladen ist — das ist etwas
    /// anderes als ein leerer Puffer und darf nicht als Alarm durchgehen.
    /// Liegen dagegen Bereiche vor, in denen die Abspielstelle **nicht**
    /// liegt, ist der Puffer an genau dieser Stelle leer, und das ist eine
    /// Aussage: null.
    private func bufferedAhead(in item: AVPlayerItem) -> Duration? {
        let ranges = item.loadedTimeRanges.map(\.timeRangeValue)
        guard !ranges.isEmpty else { return nil }

        let now = item.currentTime()
        guard now.isNumeric else { return nil }

        for range in ranges where range.containsTime(now) {
            let end = range.end
            guard end.isNumeric else { continue }
            return .seconds(max(0, (end - now).seconds))
        }
        return .zero
    }

    /// Die Wartezeit einschließlich der gerade laufenden.
    private var stalledTime: Duration {
        guard let bufferingSince else { return accumulatedStall }
        return accumulatedStall + (ContinuousClock.now - bufferingSince)
    }

    /// Buchführung über das Stocken.
    ///
    /// Gezählt wird **nur** der Weg vom Spielen ins Warten. Das anfängliche
    /// Puffern einer frisch geladenen Quelle ist kein Rückler — es ist der
    /// Start. Würde es mitgezählt, hätte jede Wiedergabe von vornherein eine
    /// Vorstrafe, und eine Regel wie „zwei Rückler in einer Minute" löste
    /// schon beim Anschauen des ersten Bildes aus.
    private func noteStall(from previous: PlaybackState, to current: PlaybackState) {
        if current == .buffering {
            if previous == .playing { bufferingSince = .now }
        } else if let since = bufferingSince {
            accumulatedStall += ContinuousClock.now - since
            bufferingSince = nil
        }
    }

    public func teardown() {
        teardownObservers()
        player.replaceCurrentItem(with: nil)
        continuation?.finish()
        continuation = nil
        state = .idle
        AudioSession.deactivate()
    }

    // MARK: - Spurwahl

    private func select(_ track: MediaTrack?, in characteristic: AVMediaCharacteristic) {
        guard let item = player.currentItem,
              let group = item.asset.mediaSelectionGroup(forMediaCharacteristic: characteristic)
        else { return }

        guard let track, let index = track.engineIdentifier, group.options.indices.contains(index) else {
            // `nil` schaltet ab — bei Untertiteln der Normalfall, bei Ton
            // sollte es nicht vorkommen.
            item.select(nil, in: group)
            return
        }
        item.select(group.options[index], in: group)
    }

    private func loadTracks(from asset: AVURLAsset) async throws {
        func tracks(
            for characteristic: AVMediaCharacteristic,
            kind: MediaTrack.Kind
        ) async throws -> [MediaTrack] {
            guard let group = try await asset.loadMediaSelectionGroup(for: characteristic) else { return [] }
            return group.options.enumerated().map { index, option in
                MediaTrack(
                    id: "av-\(kind)-\(index)",
                    kind: kind,
                    displayName: option.displayName,
                    languageCode: option.extendedLanguageTag,
                    engineIdentifier: index,
                    isForced: option.hasMediaCharacteristic(.containsOnlyForcedSubtitles)
                )
            }
        }

        audioTracks = try await tracks(for: .audible, kind: .audio)
        subtitleTracks = try await tracks(for: .legible, kind: .subtitle)
        continuation?.yield(.tracksResolved(audio: audioTracks, subtitle: subtitleTracks))
    }

    // MARK: - Beobachtung

    private func observePlayer() {
        observations.append(
            player.observe(\.timeControlStatus, options: [.new]) { [weak self] player, _ in
                // Kein `assumeIsolated`: KVO meldet auf dem Thread, der die
                // Änderung ausgelöst hat, und AVPlayer ändert seinen Zustand
                // auch aus internen Threads. Genau dieselbe Annahme hat die App
                // im VLC-Engine zum Absturz gebracht.
                Task { @MainActor in
                    guard let self else { return }
                    switch player.timeControlStatus {
                    case .playing: self.state = .playing
                    case .paused:
                        guard self.state != .ended else { break }
                        // Stillstand mit Absicht ist Pause. Stillstand ohne
                        // Absicht ist Warten — und gehört als solches
                        // gemeldet, nicht als Pause.
                        self.state = self.wantsToPlay ? .buffering : .paused
                    case .waitingToPlayAtSpecifiedRate: self.state = .buffering
                    @unknown default: break
                    }
                }
            }
        )

        // Viermal je Sekunde: fein genug, dass der Schieberegler flüssig
        // wirkt, grob genug, dass er nicht jede Bildwiederholung antreibt.
        timeObserver = player.addPeriodicTimeObserver(
            forInterval: CMTime(seconds: 0.25, preferredTimescale: 600),
            queue: .main
        ) { [weak self] time in
            // Hier ist `assumeIsolated` belegt statt geraten: die Warteschlange
            // steht eine Zeile darüber. Viermal je Sekunde eine Aufgabe
            // einzureihen wäre unnötiger Aufwand.
            MainActor.assumeIsolated {
                guard let self, time.isNumeric else { return }
                self.continuation?.yield(.timeChanged(.seconds(time.seconds)))
            }
        }
    }

    private func observe(item: AVPlayerItem) {
        observations.append(
            item.observe(\.status, options: [.new]) { [weak self] item, _ in
                // Siehe oben: auch dieser Rückruf kommt nicht verlässlich vom
                // Hauptthread.
                Task { @MainActor in
                    guard let self else { return }
                    switch item.status {
                    case .failed:
                        self.state = .failed(PlaybackFailure(
                            kind: .sourceUnavailable,
                            underlyingDescription: item.error.map { String(describing: $0) }
                        ))
                    case .readyToPlay:
                        self.applyPendingStartTime()
                    case .unknown:
                        break
                    @unknown default:
                        break
                    }
                }
            }
        )

        // **Ein zweiter Anlass für den Sprung.**
        //
        // Bei einer Abspielliste wächst der springbare Bereich, während der
        // Server produziert. Ein Sprung, der bei „bereit" noch ins Leere
        // ging, kann Sekunden später gelingen — und ohne diesen Beobachter
        // gäbe es niemanden, der es noch einmal versucht. Die Stelle bleibt
        // gemerkt, bis ein Sprung bestätigt ist; danach tut der Beobachter
        // nichts mehr.
        observations.append(
            item.observe(\.seekableTimeRanges, options: [.new]) { [weak self] _, _ in
                Task { @MainActor in self?.applyPendingStartTime() }
            }
        )

        // Der ausdrückliche Stocker-Melder des Systems.
        //
        // Er kommt **nur**, wenn die Wiedergabe schon lief und dann stehen
        // blieb — beim anfänglichen Puffern schweigt er. Damit ist er der
        // ehrlichste Zähler, den es gibt, und der Massstab, an dem sich am
        // Ende ablesen lässt, ob es besser wurde.
        stallObserver = NotificationCenter.default.addObserver(
            forName: AVPlayerItem.playbackStalledNotification,
            object: item,
            queue: .main
        ) { [weak self] _ in
            MainActor.assumeIsolated { self?.stallCount += 1 }
        }

        endObserver = NotificationCenter.default.addObserver(
            forName: AVPlayerItem.didPlayToEndTimeNotification,
            object: item,
            queue: .main
        ) { [weak self] _ in
            // Ebenfalls ausdrücklich auf der Hauptwarteschlange.
            MainActor.assumeIsolated {
                guard let self else { return }
                self.state = .ended
                self.continuation?.yield(.reachedEnd)
            }
        }
    }

    /// Springt an die gemerkte Stelle, sobald der Player bereit ist.
    ///
    /// **Und merkt sich, ob es geklappt hat.** Vorher wurde die Stelle
    /// verbraucht, *bevor* gesprungen wurde, und der Rückgabewert von
    /// `seek` verworfen. Misslang der Sprung — und bei einem gerade erst
    /// entstehenden Transcode ist das der Normalfall, nicht die Ausnahme —,
    /// merkte es niemand und niemand wiederholte ihn. Das Fortsetzen hängt an
    /// genau diesem einen Sprung, weil der Server bewusst bei null beginnt.
    ///
    /// Jetzt bleibt die Stelle stehen, bis ein Sprung bestätigt ist, und
    /// jede Änderung am springbaren Bereich ist ein neuer Anlass, es zu
    /// versuchen.
    private func applyPendingStartTime() {
        guard pendingStartTime > .zero, !isSeekingToStart else { return }
        let target = pendingStartTime
        isSeekingToStart = true

        Task { [weak self] in
            let geschafft = await self?.seekReportingSuccess(to: target) ?? false
            guard let self else { return }
            isSeekingToStart = false
            if geschafft { pendingStartTime = .zero }
        }
    }

    /// Springt und sagt, ob es getragen hat.
    ///
    /// Die Toleranz ist bewusst grosszügig: framegenau in einen Stream zu
    /// springen, den der Server gerade erst erzeugt, ist der teuerste und
    /// fragilste Fall. Eine halbe Sekunde daneben merkt niemand, ein
    /// misslungener Sprung dagegen kostet den ganzen Fortschritt.
    private func seekReportingSuccess(to time: Duration) async -> Bool {
        let target = CMTime(seconds: time.seconds, preferredTimescale: 600)
        let geschafft = await player.seek(
            to: target,
            toleranceBefore: CMTime(seconds: 0.5, preferredTimescale: 600),
            toleranceAfter: CMTime(seconds: 0.5, preferredTimescale: 600)
        )
        if geschafft { continuation?.yield(.timeChanged(time)) }
        return geschafft
    }

    private func teardownObservers() {
        metadataTask?.cancel()
        metadataTask = nil

        observations.forEach { $0.invalidate() }
        observations.removeAll()

        if let timeObserver {
            player.removeTimeObserver(timeObserver)
            self.timeObserver = nil
        }
        if let endObserver {
            NotificationCenter.default.removeObserver(endObserver)
            self.endObserver = nil
        }
        if let stallObserver {
            NotificationCenter.default.removeObserver(stallObserver)
            self.stallObserver = nil
        }
    }
}

/// Die Tonsitzung des Systems.
///
/// Nur auf iOS vorhanden. Gekapselt statt an drei Stellen mit `#if` versehen —
/// macOS steht in diesem Paket ohnehin nur, damit die Logik-Tests ohne
/// Simulator laufen.
enum AudioSession {
    static func activate() {
        #if os(iOS)
        // Ohne diese Kategorie schweigt die Wiedergabe, sobald der
        // Stummschalter am Gerät umgelegt ist — und Bild-in-Bild gäbe es gar
        // nicht.
        try? AVAudioSession.sharedInstance().setCategory(.playback, mode: .moviePlayback)
        try? AVAudioSession.sharedInstance().setActive(true)
        #endif
    }

    static func deactivate() {
        #if os(iOS)
        // `notifyOthersOnDeactivation` lässt die Musik-App wieder anlaufen,
        // die vor dem Film gespielt hat.
        try? AVAudioSession.sharedInstance().setActive(false, options: .notifyOthersOnDeactivation)
        #endif
    }
}