/*
  Proto - Ein Rumpf-Konstrukt fuer Webapps 
  Copyright (C) 2021  Ulrich Hilger

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 */
package de.uhilger.proto;

import com.sun.net.httpserver.Headers;
import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;
import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.logging.Logger;

/**
 * Die Klasse FileHandler dient zur Auslieferung von Dateiinhalten &uuml;ber
 * HTTP.
 *
 * F&uuml;r das Streaming &uuml;ber HTTP wird die Auslieferung von Teilinhalten
 * mit dem Accept-Ranges-Header angeboten und via Range-Header unterst&uuml;tzt.
 * (vgl. https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Range_requests)
 *
 * @author Ulrich Hilger
 * @version 0.1, 25. M&auml;rz 2021
 */
public class FileHandler implements HttpHandler {

  /* Der Logger fuer diesen FileHandler */
  private static final Logger logger = Logger.getLogger(FileHandler.class.getName());

  /* Headernamen */
  public static final String RANGE_HEADER = "Range";
  public static final String CONTENT_RANGE_HEADER = "Content-Range";
  public static final String ACCEPT_RANGES_HEADER = "Accept-Ranges";
  public static final String LAST_MODIFIED_DATE_HEADER = "Last-Modified";
  public static final String CONTENT_TYPE = "Content-Type";
  public static final String CONTENT_LENGTH = "Content-Length";

  /* Statuscodes */
  public static final int SC_OK = 200;
  public static final int SC_PARTIAL_CONTENT = 206;
  public static final int SC_NOT_FOUND = 404;

  /* HTTP Methoden */
  public static final String HTTP_GET = "GET";
  
  /* String Konstanten */
  public static final String STR_BYTES = "bytes";
  public static final String STR_BLANK = " ";
  public static final String STR_DASH = "-";
  public static final String STR_COMMA = ",";
  public static final String STR_DOT = ".";
  public static final String STR_NOT_FOUND = " not found.";
  public static final String LM_PATTERN = "EEE, dd MMM yyyy HH:mm:ss zzz";
  public static final String RANGE_PATTERN = "[^\\d-,]";
  public static final String WELCOME_FILE = "index.html";

  /* Ablageort fuer Webinhalte */
  private final String fileBase;

  /**
   * Ein neues Objekt der Klasse FileHandler erzeugen
   *
   * @param absoluteDirectoryPathAndName der absolute Pfad und Name des 
   * Ordners im Dateisystem, der die Inhalte enthaelt, die von diesem 
   * Handler ausgeliefert werden sollen
   */
  public FileHandler(String absoluteDirectoryPathAndName) {
    this.fileBase = absoluteDirectoryPathAndName;
  }

  /**
   * Die Datei ermitteln, die sich aus dem angefragten URL ergibt, pr&uuml;fen,
   * ob die Datei existiert und den Inhalt der Datei abh&auml;ngig davon, ob ein
   * Range-Header vorhanden ist, ganz oder teilweise ausliefern.
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  @Override
  public void handle(HttpExchange e) throws IOException {
    String fName = getFileName(e);
    if (fName.startsWith(STR_DOT)) {
      sendNotFound(e, fName);
    } else {
      Headers headers = e.getRequestHeaders();
      if (headers.containsKey(RANGE_HEADER)) {
        serveFileParts(e, new File(fileBase, fName));
      } else {
        if (fName.length() < 1 || fName.endsWith(App.STR_SLASH)) {
          fName += WELCOME_FILE;
        }
        serveFile(e, new File(fileBase, fName));
      }
    }
  }

  /**
   * Den Namen der gew&uuml;nschten Datei aus der HTTP-Anfrage ermitteln
   * 
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @return Name der gew&uuml;nschten Datei
   */
  protected String getFileName(HttpExchange e) {
    String ctxPath = e.getHttpContext().getPath();
    String uriPath = e.getRequestURI().getPath();
    logger.info(uriPath);
    return uriPath.substring(ctxPath.length());
  }
  
  /**
   * Den Inhalt einer Datei ausliefern
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param file die Datei, deren Inhalt ausgeliefert werden soll
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  protected void serveFile(HttpExchange e, File file) throws IOException {
    if (file.exists()) {
      setHeaders(e, file);
      e.getResponseHeaders().set(CONTENT_LENGTH, Long.toString(file.length()));
      e.sendResponseHeaders(SC_OK, file.length());
      if(HTTP_GET.equalsIgnoreCase(e.getRequestMethod())) {
        InputStream in = new FileInputStream(file);
        OutputStream os = e.getResponseBody();
        int b = in.read();
        while (b > -1) {
          os.write(b);
          b = in.read();
        }
        in.close();
        os.flush();
        os.close();
      }
    } else {
      sendNotFound(e, file.getName());
    }
  }

  /**
   * Einen Teil des Inhalts einer Datei ausliefern
   *
   * Wenn eine Range angefragt wird, hat die Antwort einen Content-Range Header
   * wie folgt:
   *
   * <code>
   * Content-Range: bytes 0-1023/146515
   * Content-Length: 1024
   * </code>
   *
   * Wenn mehrere Ranges angefragt werden, hat die Antwort mehrere Content-Range
   * Header als Multipart Response. Multipart Responses fehlen dieser
   * Implementierung noch.
   *
   * (vgl. https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Range_requests)
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param file die Datei, deren Inhalt teilweise ausgeliefert werden soll
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  /*
   */
  protected void serveFileParts(HttpExchange e, File file) throws IOException {
    if (file.exists()) {
      setHeaders(e, file);
      long responseLength = 0;
      long start = 0;
      long end;
      RangeGroup rangeGroup = parseRanges(e, file);
      Iterator<Range> i = rangeGroup.getRanges();
      Headers resHeaders = e.getResponseHeaders();
      while (i.hasNext()) {
        Range range = i.next();
        start = range.getStart();
        end = range.getEnd();
        resHeaders.add(CONTENT_RANGE_HEADER, contentRangeHdr(range, file));
        responseLength += (end - start);
      }
      e.sendResponseHeaders(SC_PARTIAL_CONTENT, responseLength);
      if(HTTP_GET.equalsIgnoreCase(e.getRequestMethod())) {
        InputStream is = new FileInputStream(file);
        OutputStream os = e.getResponseBody();
        if (start > 0) {
          is.skip(start);
        }
        long count = 0;
        int byteRead = is.read();
        while (byteRead > -1 && count < responseLength) {
          ++count;
          os.write(byteRead);
          byteRead = is.read();
        }
        os.flush();
        os.close();
        is.close();
      }
    } else {
      sendNotFound(e, file.getName());
    }
  }

  /**
   * Die Byte-Ranges aus dem Range-Header ermitteln.
   *
   * Der Range-Header kann unterschiedliche Abschnitte bezeichnen, Beispiele:
   * Range: bytes=200-1000, 2000-6576, 19000- Range: bytes=0-499, -500 (vgl.
   * https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Headers/Range)
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param file die Datei, deren Inhalt ausgeliefert werden soll
   * @return die angefragten Byte-Ranges
   */
  protected RangeGroup parseRanges(HttpExchange e, File file) {
    RangeGroup ranges = new RangeGroup();
    String rangeHeader = e.getRequestHeaders().get(RANGE_HEADER).toString();

    /*
      Inhalt des Range-Headers von nicht benoetigten Angaben befreien
    
      Ein Range Header enthaelt neben den Start- und Endwerten der Ranges auch 
      die Angabe "bytes:". Es ist aber keine andere Auspraegung als Bytes 
      spezifiziert, daher muss die Angabe nicht ausgewertet werden und kann 
      entfallen. Der Range-Header kann zudem noch eckige Klammern haben 
      wie in [bytes=200-1000].
    
      Der regulaere Ausdruck "[^\\d-,]" bezeichnet alle Zeichen, die keine 
      Ziffern 0-9, Bindestrich oder Komma sind.
     */
    rangeHeader = rangeHeader.replaceAll(RANGE_PATTERN, "");

    /*
      Die Ranges ermitteln. 
    
      Nach dem vorangegangenen Schritt besteht der Header-Ausdruck nur noch 
      aus einer mit Kommas getrennten Liste aus Start- und Endwerten wie z.B. 
      "-103,214-930,1647-"
    
      Ein Range-Ausdruck kann dann drei verschiedene Auspraegungen haben:
      1. Startwert fehlt, z.B. -200
      2. Start und Ende sind vorhanden, z.B. 101-200
      3. Endwert fehlt, z.B. 201-
      
      Teilt man einen Range-String mit der Methode String.split("-") am 
      Bindestrich ('-') in ein String-Array 'values' gilt:
      values.length < 2: Fall 3 ist gegeben
      values.length > 1 und values[0].length < 1: Fall 1 ist gegeben
      ansonsten: Fall 2 ist gegeben
     */
    String[] rangeArray = rangeHeader.split(STR_COMMA);
    for (String rangeStr : rangeArray) {
      Range range = new Range();
      String[] values = rangeStr.split(STR_DASH);
      if (values.length < 2) {
        // Fall 3
        range.setStart(Long.parseLong(values[0]));
        range.setEnd(file.length());
      } else {
        if (values[0].length() < 1) {
          // Fall 1
          range.setStart(0);
          range.setEnd(Long.parseLong(values[1]));
        } else {
          // Fall 2
          range.setStart(Long.parseLong(values[0]));
          range.setEnd(Long.parseLong(values[1]));
        }
      }
      ranges.addRange(range);
    }
    return ranges;
  }

  /**
   * Einen Content-Range Header erzeugen
   * 
   * @param range die Range, aus deren Inhalt der Header erzeugt werden soll
   * @param file  die Datei, die den Inhalt liefert, der vom Header 
   * bezeichnet wird
   * @return der Inhalt des Content-Range Headers
   */
  protected String contentRangeHdr(Range range, File file) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    sb.append(STR_BYTES);
    sb.append(STR_BLANK);
    sb.append(range.getStart());
    sb.append(STR_DASH);
    sb.append(range.getEnd());
    sb.append(App.STR_SLASH);
    sb.append(file.length());
    return sb.toString();
  }

  /**
   * Die Header erzeugen, die unabh&auml;ngig davon, ob der ganze 
   * Inhalt oder nur Teile davon ausgeliefert werden sollen, in der 
   * Antwort stehen sollen 
   * 
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param file  die Datei, f&uuml;r die die Header gelten
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  protected void setHeaders(HttpExchange e, File file) throws IOException {
    Headers resHeaders = e.getResponseHeaders();
    resHeaders.add(ACCEPT_RANGES_HEADER, STR_BYTES);
    String mimeType = Files.probeContentType(file.toPath());
    if (mimeType != null) {
      resHeaders.add(CONTENT_TYPE, mimeType);
    }
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(LM_PATTERN);
    Date date = new Date(file.lastModified());
    resHeaders.add(LAST_MODIFIED_DATE_HEADER, sdf.format(date));
  }

  /**
   * Eine nicht gefunden Antwort senden
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param fname Name der Datei, die nicht gefunden wurde
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  protected void sendNotFound(HttpExchange e, String fname) throws IOException {
    OutputStream os = e.getResponseBody();
    String response = fname + STR_NOT_FOUND;
    byte[] bytes = response.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
    e.sendResponseHeaders(SC_NOT_FOUND, bytes.length);
    os.write(bytes);
    os.flush();
    os.close();
  }

  /**
   * Eine Range bezeichnet einen zusammenh&auml;ngenden Bereich 
   * aus Bytes, der sich aus den Bytepositionen des Beginns und Endes 
   * des Bereiches ergibt.
   */
  public class Range {

    private long start;
    private long end;

    /**
     * Den Beginn dieser Range ermitteln
     *
     * @return Beginn dieser Range
     */
    public long getStart() {
      return start;
    }

    /**
     * Den Beginn dieser Range angeben
     *
     * @param start Beginn dieser Range
     */
    public void setStart(long start) {
      this.start = start;
    }

    /**
     * Das Ende dieser Range ermitteln
     *
     * @return Ende dieser Range
     */
    public long getEnd() {
      return end;
    }

    /**
     * Das Ende dieser Range angeben
     *
     * @param end Ende dieser Range
     */
    public void setEnd(long end) {
      this.end = end;
    }
  }

  /**
   * Eine Gruppe aus Ranges
   */
  class RangeGroup {

    private List<Range> ranges;
    private long totalSize;

    /**
     * Ein neues Objekt der Klasse RangeGroup erzeugen
     */
    public RangeGroup() {
      ranges = new ArrayList();
    }

    /**
     * Dieser RangeGroup eine Range hinzufuegen.
     *
     * @param range die Range, die dieser RangeGroup hinzugefuegt werden soll
     */
    public void addRange(Range range) {
      ranges.add(range);
      totalSize += range.getEnd() - range.getStart();
    }

    /**
     * Die Gesamtgr&ouml;&szlig;e dieser RangeGroup ermitteln, also die Summe
     * der Anzahl von Bytes aller ihrer Ranges.
     *
     * @return die Gr&ouml;&szlig;e dieser RangeGroup in Bytes
     */
    public long getSize() {
      return totalSize;
    }

    /**
     * Einen Iterator &uuml;ber die Ranges dieser RangeGroup abrufen
     *
     * @return Iterator &uuml;ber die Ranges dieser RangeGroup
     */
    public Iterator<Range> getRanges() {
      return ranges.iterator();
    }
  }
}