video-pc/AV/test_utils.cpp

// 工具类模块测试程序
#include "code/base/logger.h"
#include "code/base/types.h"
#include "code/utils/utils_thread_pool.h"
#include "code/utils/utils_frame_queue.h"
#include "code/utils/utils_packet_queue.h"
#include "code/utils/utils_performance_monitor.h"
#include "code/utils/utils_synchronizer.h"
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <vector>
#include <atomic>
#include <random>
#include <future>
#include <mutex>

extern "C" {
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/frame.h>
}

using namespace av;
using namespace av::utils;

class UtilsTester {
public:
    UtilsTester() {
        Logger::instance().setLevel(LogLevel::DEBUG);
        Logger::instance().info("=== AV工具类模块测试套件 ===");
    }
    
    // 测试线程池基本功能
    bool testThreadPoolBasic() {
        Logger::instance().info("[测试] 线程池基本功能...");
        
        try {
            // 创建线程池配置
            ThreadPoolConfig config;
            config.minThreads = 2;
            config.maxThreads = 4;
            config.queueCapacity = 100;
            config.enablePriority = true;
            config.enableStatistics = true;
            config.threadNamePrefix = "TestPool";
            
            // 创建线程池
            auto pool = std::make_unique<ThreadPool>(config);
            
            // 初始化和启动
            ErrorCode result = pool->initialize();
            if (result != ErrorCode::SUCCESS) {
                Logger::instance().errorf("[失败] 线程池初始化失败: {}", static_cast<int>(result));
                return false;
            }
            
            result = pool->start();
            if (result != ErrorCode::SUCCESS) {
                Logger::instance().errorf("[失败] 线程池启动失败: {}", static_cast<int>(result));
                return false;
            }
            
            Logger::instance().info("线程池启动成功");
            
            // 提交简单任务
            std::atomic<int> counter{0};
            std::vector<std::future<void>> futures;
            
            for (int i = 0; i < 10; ++i) {
                auto future = pool->submit([&counter, i]() {
                    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
                    counter.fetch_add(1);
                    Logger::instance().infof("任务 {} 完成", i);
                });
                futures.push_back(std::move(future));
            }
            
            // 等待所有任务完成
            for (auto& future : futures) {
                future.wait();
            }
            
            if (counter.load() != 10) {
                Logger::instance().errorf("[失败] 任务计数错误: 期望10，实际{}", counter.load());
                return false;
            }
            
            // 获取统计信息
            auto stats = pool->getStats();
            Logger::instance().infof("线程池统计: 总线程数={}, 完成任务数={}", 
                                   stats.totalThreads, stats.completedTasks);
            
            // 停止线程池
            pool->stop(true);
            
            Logger::instance().info("[成功] 线程池基本功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 线程池测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 测试线程池优先级功能
    bool testThreadPoolPriority() {
        Logger::instance().info("[测试] 线程池优先级功能...");
        
        try {
            ThreadPoolConfig config;
            config.minThreads = 1;
            config.maxThreads = 1; // 单线程确保优先级顺序
            config.enablePriority = true;
            
            auto pool = std::make_unique<ThreadPool>(config);
            pool->initialize();
            pool->start();
            
            std::vector<int> executionOrder;
            std::mutex orderMutex;
            
            // 提交不同优先级的任务
            pool->submitWithPriority(TaskPriority::LOW, [&]() {
                std::lock_guard<std::mutex> lock(orderMutex);
                executionOrder.push_back(1);
                Logger::instance().info("低优先级任务执行");
            });
            
            pool->submitWithPriority(TaskPriority::HIGH, [&]() {
                std::lock_guard<std::mutex> lock(orderMutex);
                executionOrder.push_back(3);
                Logger::instance().info("高优先级任务执行");
            });
            
            pool->submitWithPriority(TaskPriority::NORMAL, [&]() {
                std::lock_guard<std::mutex> lock(orderMutex);
                executionOrder.push_back(2);
                Logger::instance().info("普通优先级任务执行");
            });
            
            pool->submitWithPriority(TaskPriority::CRITICAL, [&]() {
                std::lock_guard<std::mutex> lock(orderMutex);
                executionOrder.push_back(4);
                Logger::instance().info("关键优先级任务执行");
            });
            
            // 等待所有任务完成
            pool->waitForAllTasks();
            
            // 验证执行顺序（应该是：CRITICAL > HIGH > NORMAL > LOW）
            if (executionOrder.size() != 4) {
                Logger::instance().errorf("[失败] 任务数量错误: {}", executionOrder.size());
                return false;
            }
            
            Logger::instance().info("任务执行顺序:");
            for (size_t i = 0; i < executionOrder.size(); ++i) {
                Logger::instance().infof("  第{}个执行的任务ID: {}", i + 1, executionOrder[i]);
            }
            
            pool->stop(true);
            
            Logger::instance().info("[成功] 线程池优先级功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 线程池优先级测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 测试帧队列功能
    bool testFrameQueue() {
        Logger::instance().info("[测试] 帧队列功能...");
        
        try {
            // 创建帧队列
            FrameQueueConfig config;
            config.maxSize = 10;
            FrameQueue frameQueue(config);
            
            // 测试基本的入队出队
            for (int i = 0; i < 5; ++i) {
                AVFrame* frame = av_frame_alloc();
                if (!frame) {
                    Logger::instance().error("[失败] 分配帧失败");
                    return false;
                }
                
                frame->pts = i;
                frame->width = 1920;
                frame->height = 1080;
                
                if (frameQueue.enqueue(frame) != ErrorCode::SUCCESS) {
                    Logger::instance().errorf("[失败] 帧入队失败: {}", i);
                    av_frame_free(&frame);
                    return false;
                }
            }
            
            Logger::instance().infof("队列大小: {}", frameQueue.size());
            
            // 测试出队
            for (int i = 0; i < 5; ++i) {
                AVFrame* frame = frameQueue.dequeueFrame();
                if (!frame) {
                    Logger::instance().errorf("[失败] 帧出队失败: {}", i);
                    return false;
                }
                
                if (frame->pts != i) {
                    Logger::instance().errorf("[失败] 帧PTS错误: 期望{}, 实际{}", i, frame->pts);
                    av_frame_free(&frame);
                    return false;
                }
                av_frame_free(&frame);
            }
            
            if (!frameQueue.empty()) {
                Logger::instance().error("[失败] 队列应该为空");
                return false;
            }
            
            Logger::instance().info("[成功] 帧队列功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 帧队列测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 测试数据包队列功能
    bool testPacketQueue() {
        Logger::instance().info("[测试] 数据包队列功能...");
        
        try {
            // 创建数据包队列
            PacketQueueConfig config;
            config.maxSize = 20;
            PacketQueue packetQueue(config);
            
            // 测试基本的入队出队
            for (int i = 0; i < 10; ++i) {
                AVPacket* packet = av_packet_alloc();
                if (!packet) {
                    Logger::instance().error("[失败] 分配数据包失败");
                    return false;
                }
                
                // av_packet_alloc已经初始化了packet，只需要设置字段
                packet->pts = i;
                packet->dts = i;
                packet->size = 1024;
                // 不设置data，保持为nullptr
                
                if (packetQueue.enqueue(packet) != ErrorCode::SUCCESS) {
                    Logger::instance().errorf("[失败] 数据包入队失败: {}", i);
                    av_packet_free(&packet);
                    return false;
                }
            }
            
            Logger::instance().infof("队列大小: {}", packetQueue.size());
            
            // 测试出队
            for (int i = 0; i < 10; ++i) {
                AVPacket* packet = packetQueue.dequeuePacket();
                if (!packet) {
                    Logger::instance().errorf("[失败] 数据包出队失败: {}", i);
                    return false;
                }
                
                if (packet->pts != i) {
                    Logger::instance().errorf("[失败] 数据包PTS错误: 期望{}, 实际{}", i, packet->pts);
                    av_packet_free(&packet);
                    return false;
                }
                av_packet_free(&packet);
            }
            
            if (!packetQueue.empty()) {
                Logger::instance().error("[失败] 队列应该为空");
                return false;
            }
            
            Logger::instance().info("[成功] 数据包队列功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 数据包队列测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 测试性能监控功能
    bool testPerformanceMonitor() {
        Logger::instance().info("[测试] 性能监控功能...");
        
        try {
            // 创建性能监控器
            PerformanceMonitor monitor;
            
            // 初始化监控器
            monitor.initialize();
            
            // 注册测试指标
            monitor.registerMetric("frames_processed", MetricType::COUNTER);
            monitor.registerMetric("bytes_processed", MetricType::COUNTER);
            
            // 开始监控
            monitor.start();
            
            // 模拟一些工作负载
            for (int i = 0; i < 100; ++i) {
                monitor.incrementCounter("frames_processed");
                monitor.incrementCounter("bytes_processed", 1024);
                std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
            }
            
            // 停止监控
            monitor.stop();
            
            // 获取统计信息
            auto stats = monitor.getAllStats();
            
            Logger::instance().infof("性能统计:");
            if (stats.find("frames_processed") != stats.end()) {
                Logger::instance().infof("  处理帧数: {}", stats["frames_processed"].count);
            }
            if (stats.find("bytes_processed") != stats.end()) {
                Logger::instance().infof("  处理字节数: {}", stats["bytes_processed"].value);
            }
            
            // 简化验证逻辑
            if (stats.find("frames_processed") == stats.end() || stats["frames_processed"].count < 90) {
                Logger::instance().error("[失败] 帧数统计不足");
                return false;
            }
            
            Logger::instance().info("[成功] 性能监控功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 性能监控测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 测试同步器功能
    bool testSynchronizer() {
        Logger::instance().info("[测试] 同步器功能...");
        
        try {
            // 创建同步器
            Synchronizer sync;
            
            // 启动同步器
            sync.start();
            
            // 测试音视频同步
            double videoPts = 1.0; // 1秒
            double audioPts = 1.1; // 1.1秒
            
            // 设置时钟
            sync.setVideoClock(videoPts);
            sync.setAudioClock(audioPts);
            
            auto videoDelay = sync.calculateVideoDelay(videoPts);
            auto audioDelay = sync.calculateAudioDelay(audioPts);
            
            Logger::instance().infof("视频延迟: {:.2f} ms", videoDelay);
            Logger::instance().infof("音频延迟: {:.2f} ms", audioDelay);
            
            // 测试同步状态
            bool inSync = sync.isSynchronized();
            Logger::instance().infof("音视频同步状态: {}", inSync ? "同步" : "不同步");
            
            // 获取同步误差
             double syncError = sync.calculateSyncError();
             Logger::instance().infof("同步误差: {:.2f} ms", syncError);
             
             sync.stop();
            
            Logger::instance().info("[成功] 同步器功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 同步器测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 测试线程池工厂
    bool testThreadPoolFactory() {
        Logger::instance().info("[测试] 线程池工厂功能...");
        
        try {
            // 测试标准线程池
            auto standardPool = ThreadPoolFactory::createStandardPool();
            if (!standardPool) {
                Logger::instance().error("[失败] 创建标准线程池失败");
                return false;
            }
            
            standardPool->initialize();
            standardPool->start();
            
            // 提交测试任务
            auto future = standardPool->submit([]() {
                return 42;
            });
            
            int result = future.get();
            if (result != 42) {
                Logger::instance().errorf("[失败] 任务结果错误: 期望42, 实际{}", result);
                return false;
            }
            
            standardPool->stop(true);
            
            // 测试高性能线程池
            auto highPerfPool = ThreadPoolFactory::createHighPerformancePool();
            if (!highPerfPool) {
                Logger::instance().error("[失败] 创建高性能线程池失败");
                return false;
            }
            
            // 测试轻量级线程池
            auto lightPool = ThreadPoolFactory::createLightweightPool();
            if (!lightPool) {
                Logger::instance().error("[失败] 创建轻量级线程池失败");
                return false;
            }
            
            // 测试系统信息
            size_t coreCount = ThreadPoolFactory::getCpuCoreCount();
            size_t recommendedThreads = ThreadPoolFactory::getRecommendedThreadCount();
            
            Logger::instance().infof("CPU核心数: {}", coreCount);
            Logger::instance().infof("推荐线程数: {}", recommendedThreads);
            
            Logger::instance().info("[成功] 线程池工厂功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 线程池工厂测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 测试线程池管理器
    bool testThreadPoolManager() {
        Logger::instance().info("[测试] 线程池管理器功能...");
        
        try {
            auto& manager = ThreadPoolManager::getInstance();
            
            // 获取默认线程池
            auto* defaultPool = manager.getDefaultPool();
            if (!defaultPool) {
                Logger::instance().error("[失败] 获取默认线程池失败");
                return false;
            }
            
            // 创建命名线程池
            ThreadPoolConfig config;
            config.minThreads = 2;
            config.maxThreads = 4;
            
            ErrorCode result = manager.createPool("test_pool", config);
            if (result != ErrorCode::SUCCESS) {
                Logger::instance().errorf("[失败] 创建命名线程池失败: {}", static_cast<int>(result));
                return false;
            }
            
            // 获取命名线程池
            auto* namedPool = manager.getPool("test_pool");
            if (!namedPool) {
                Logger::instance().error("[失败] 获取命名线程池失败");
                return false;
            }
            
            // 获取所有线程池名称
            auto poolNames = manager.getPoolNames();
            Logger::instance().infof("线程池数量: {}", poolNames.size());
            for (const auto& name : poolNames) {
                Logger::instance().infof("  - {}", name);
            }
            
            // 销毁线程池
            result = manager.destroyPool("test_pool");
            if (result != ErrorCode::SUCCESS) {
                Logger::instance().errorf("[失败] 销毁线程池失败: {}", static_cast<int>(result));
                return false;
            }
            
            Logger::instance().info("[成功] 线程池管理器功能测试通过");
            return true;
            
        } catch (const std::exception& e) {
            Logger::instance().errorf("[失败] 线程池管理器测试异常: {}", e.what());
            return false;
        }
    }
    
    // 运行所有测试
    bool runAllTests() {
        Logger::instance().info("开始运行所有工具类测试...");

        std::vector<std::pair<std::string, std::function<bool()>>> tests
            = {{"线程池基本功能", [this]() { return testThreadPoolBasic(); }},
               {"线程池优先级功能", [this]() { return testThreadPoolPriority(); }},
               {"帧队列功能", [this]() { return testFrameQueue(); }},
               {"数据包队列功能", [this]() { return testPacketQueue(); }}, // 临时注释掉
               {"性能监控功能", [this]() { return testPerformanceMonitor(); }},
               {"同步器功能", [this]() { return testSynchronizer(); }},
               {"线程池工厂功能", [this]() { return testThreadPoolFactory(); }},
               {"线程池管理器功能", [this]() { return testThreadPoolManager(); }}};

        int passedTests = 0;
        int totalTests = tests.size();
        
        for (const auto& test : tests) {
            Logger::instance().infof("\n=== 运行测试: {} ===", test.first);
            
            try {
                if (test.second()) {
                    passedTests++;
                    Logger::instance().infof("✓ {} 测试通过", test.first);
                } else {
                    Logger::instance().errorf("✗ {} 测试失败", test.first);
                }
            } catch (const std::exception& e) {
                Logger::instance().errorf("✗ {} 测试异常: {}", test.first, e.what());
            }
        }
        
        Logger::instance().infof("\n=== 测试结果汇总 ===");
        Logger::instance().infof("通过测试: {}/{}", passedTests, totalTests);
        Logger::instance().infof("成功率: {}%", (double) passedTests / totalTests * 100.0);

        return passedTests == totalTests;
    }
};

int main() {
    std::cout << "=== AV工具类模块测试程序 ===" << std::endl;
    
    // 初始化日志系统
    Logger::initialize("utils_test_log.txt", LogLevel::DEBUG, false, true);
    
    try {
        UtilsTester tester;
        
        bool allTestsPassed = tester.runAllTests();
        
        if (allTestsPassed) {
            std::cout << "\n🎉 所有测试通过！" << std::endl;
            Logger::instance().info("所有工具类测试通过");
            return 0;
        } else {
            std::cout << "\n❌ 部分测试失败！" << std::endl;
            Logger::instance().error("部分工具类测试失败");
            return 1;
        }
        
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "测试过程中发生异常: " << e.what() << std::endl;
        Logger::instance().errorf("测试过程中发生异常: {}", e.what());
        return 1;
    }
}