Projektarbeit-MYP/backend/app/utils/job_scheduler.py

import threading
import time
import logging
from typing import Dict, Callable, Any, List, Optional, Union
from datetime import datetime, timedelta

from PyP100 import PyP110
from sqlalchemy.orm import joinedload

from utils.logging_config import get_logger
from models import Job, Printer, get_db_session

# Lazy logger initialization
_logger = None

def get_scheduler_logger():
    """Lazy initialization of the scheduler logger."""
    global _logger
    if _logger is None:
        _logger = get_logger("scheduler")
    return _logger

class BackgroundTaskScheduler:
    """
    Ein fortschrittlicher Hintergrund-Task-Scheduler, der registrierbare Worker-Funktionen unterstützt.
    Tasks können als Platzhalter registriert und später konfiguriert werden.
    """
    
    def __init__(self):
        self._tasks: Dict[str, Dict[str, Any]] = {}
        self._thread: Optional[threading.Thread] = None
        self._stop_event = threading.Event()
        self._running = False
        self._start_time: Optional[datetime] = None
    
    def register_task(self, 
                     task_id: str, 
                     func: Callable, 
                     interval: int = 60, 
                     args: List = None, 
                     kwargs: Dict = None,
                     enabled: bool = True) -> bool:
        """
        Registriert eine neue Hintergrund-Task.
        
        Args:
            task_id: Eindeutige ID für die Task
            func: Die auszuführende Funktion
            interval: Intervall in Sekunden zwischen den Ausführungen
            args: Positionsargumente für die Funktion
            kwargs: Schlüsselwortargumente für die Funktion
            enabled: Ob die Task aktiviert sein soll
            
        Returns:
            bool: True wenn erfolgreich, False wenn die ID bereits existiert
        """
        logger = get_scheduler_logger()
        if task_id in self._tasks:
            logger.error(f"Task mit ID {task_id} existiert bereits")
            return False
        
        self._tasks[task_id] = {
            "func": func,
            "interval": interval,
            "args": args or [],
            "kwargs": kwargs or {},
            "enabled": enabled,
            "last_run": None,
            "next_run": datetime.now() if enabled else None
        }
        
        logger.info(f"Task {task_id} registriert: Intervall {interval}s, Enabled: {enabled}")
        return True
    
    def update_task(self, 
                   task_id: str, 
                   interval: Optional[int] = None,
                   args: Optional[List] = None,
                   kwargs: Optional[Dict] = None,
                   enabled: Optional[bool] = None) -> bool:
        """
        Aktualisiert die Konfiguration einer bestehenden Task.
        
        Args:
            task_id: ID der zu aktualisierenden Task
            interval: Neues Intervall in Sekunden
            args: Neue Positionsargumente
            kwargs: Neue Schlüsselwortargumente
            enabled: Neuer Aktivierungsstatus
            
        Returns:
            bool: True wenn erfolgreich, False wenn die ID nicht existiert
        """
        logger = get_scheduler_logger()
        if task_id not in self._tasks:
            logger.error(f"Task mit ID {task_id} existiert nicht")
            return False
        
        task = self._tasks[task_id]
        
        if interval is not None:
            task["interval"] = interval
        
        if args is not None:
            task["args"] = args
        
        if kwargs is not None:
            task["kwargs"] = kwargs
        
        if enabled is not None and enabled != task["enabled"]:
            task["enabled"] = enabled
            if enabled:
                task["next_run"] = datetime.now()
            else:
                task["next_run"] = None
        
        logger.info(f"Task {task_id} aktualisiert: Intervall {task['interval']}s, Enabled: {task['enabled']}")
        return True
    
    def remove_task(self, task_id: str) -> bool:
        """
        Entfernt eine Task aus dem Scheduler.
        
        Args:
            task_id: ID der zu entfernenden Task
            
        Returns:
            bool: True wenn erfolgreich, False wenn die ID nicht existiert
        """
        logger = get_scheduler_logger()
        if task_id not in self._tasks:
            logger.error(f"Task mit ID {task_id} existiert nicht")
            return False
        
        del self._tasks[task_id]
        logger.info(f"Task {task_id} entfernt")
        return True
    
    def get_task_info(self, task_id: Optional[str] = None) -> Union[Dict, List[Dict]]:
        """
        Gibt Informationen zu einer Task oder allen Tasks zurück.
        
        Args:
            task_id: ID der Task oder None für alle Tasks
            
        Returns:
            Dict oder List: Task-Informationen
        """
        if task_id is not None:
            if task_id not in self._tasks:
                return {}
            
            task = self._tasks[task_id]
            return {
                "id": task_id,
                "interval": task["interval"],
                "enabled": task["enabled"],
                "last_run": task["last_run"].isoformat() if task["last_run"] else None,
                "next_run": task["next_run"].isoformat() if task["next_run"] else None
            }
        
        return [
            {
                "id": tid,
                "interval": task["interval"],
                "enabled": task["enabled"],
                "last_run": task["last_run"].isoformat() if task["last_run"] else None,
                "next_run": task["next_run"].isoformat() if task["next_run"] else None
            }
            for tid, task in self._tasks.items()
        ]
    
    def get_tasks(self) -> Dict[str, Dict[str, Any]]:
        """
        Gibt alle Tasks mit ihren Konfigurationen zurück.
        
        Returns:
            Dict: Dictionary mit Task-IDs als Schlüssel und Task-Konfigurationen als Werte
        """
        return {
            task_id: {
                "interval": task["interval"],
                "enabled": task["enabled"],
                "last_run": task["last_run"].isoformat() if task["last_run"] else None,
                "next_run": task["next_run"].isoformat() if task["next_run"] else None
            }
            for task_id, task in self._tasks.items()
        }
    
    def get_uptime(self) -> Optional[str]:
        """
        Gibt die Laufzeit des Schedulers seit dem Start zurück.
        
        Returns:
            str: Formatierte Laufzeit oder None, wenn der Scheduler nicht läuft
        """
        if not self._running or not self._start_time:
            return None
        
        uptime = datetime.now() - self._start_time
        days = uptime.days
        hours, remainder = divmod(uptime.seconds, 3600)
        minutes, seconds = divmod(remainder, 60)
        
        if days > 0:
            return f"{days} Tage, {hours} Stunden, {minutes} Minuten"
        elif hours > 0:
            return f"{hours} Stunden, {minutes} Minuten"
        else:
            return f"{minutes} Minuten, {seconds} Sekunden"
    
    def start(self) -> bool:
        """
        Startet den Scheduler.
        
        Returns:
            bool: True wenn erfolgreich gestartet, False wenn bereits läuft
        """
        logger = get_scheduler_logger()
        if self._running:
            logger.warning("Scheduler läuft bereits")
            return False
        
        self._stop_event.clear()
        self._thread = threading.Thread(target=self._run)
        self._thread.daemon = True
        self._thread.start()
        self._running = True
        self._start_time = datetime.now()
        
        logger.info("Scheduler gestartet")
        return True
    
    def stop(self) -> bool:
        """
        Stoppt den Scheduler.
        
        Returns:
            bool: True wenn erfolgreich gestoppt, False wenn nicht läuft
        """
        logger = get_scheduler_logger()
        if not self._running:
            logger.warning("Scheduler läuft nicht")
            return False
        
        self._stop_event.set()
        if self._thread:
            self._thread.join(timeout=5.0)
        
        self._running = False
        self._start_time = None
        logger.info("Scheduler gestoppt")
        return True
    
    def is_running(self) -> bool:
        """
        Prüft, ob der Scheduler läuft.
        
        Returns:
            bool: True wenn der Scheduler läuft, sonst False
        """
        return self._running
    
    def _run(self) -> None:
        """Hauptloop des Schedulers."""
        logger = get_scheduler_logger()
        logger.info("Scheduler-Thread gestartet")
        
        while not self._stop_event.is_set():
            now = datetime.now()
            
            for task_id, task in self._tasks.items():
                if not task["enabled"] or not task["next_run"]:
                    continue
                    
                if now >= task["next_run"]:
                    try:
                        logger.debug(f"Führe Task {task_id} aus")
                        task["func"](*task["args"], **task["kwargs"])
                        task["last_run"] = now
                        task["next_run"] = now + timedelta(seconds=task["interval"])
                        logger.debug(f"Task {task_id} erfolgreich ausgeführt, nächste Ausführung: {task['next_run']}")
                    except Exception as e:
                        logger.error(f"Fehler bei Ausführung von Task {task_id}: {str(e)}")
                        # Trotzdem nächste Ausführung planen
                        task["next_run"] = now + timedelta(seconds=task["interval"])
            
            # Schlafenszeit berechnen (1 Sekunde oder weniger)
            time.sleep(1)
        
        logger.info("Scheduler-Thread beendet")


def toggle_plug(printer_id: int, state: bool) -> bool:
    """
    Schaltet eine Tapo-Steckdose ein oder aus.
    
    Args:
        printer_id: ID des Druckers
        state: True für ein, False für aus
        
    Returns:
        bool: True wenn erfolgreich, False wenn fehlgeschlagen
    """
    logger = get_logger("printers")
    db_session = get_db_session()
    
    try:
        printer = db_session.query(Printer).get(printer_id)
        
        if not printer:
            logger.error(f"Drucker mit ID {printer_id} nicht gefunden")
            db_session.close()
            return False
        
        # TP-Link Tapo P110 Verbindung herstellen
        p110 = PyP110.P110(printer.plug_ip, printer.plug_username, printer.plug_password)
        p110.handshake()  # Authentifizierung
        p110.login()      # Login
        
        # Steckdose ein-/ausschalten
        if state:
            p110.turnOn()
            logger.info(f"Steckdose für Drucker {printer.name} (ID: {printer_id}) eingeschaltet")
        else:
            p110.turnOff()
            logger.info(f"Steckdose für Drucker {printer.name} (ID: {printer_id}) ausgeschaltet")
        
        db_session.close()
        return True
    except Exception as e:
        logger.error(f"Fehler beim Schalten der Steckdose für Drucker {printer_id}: {str(e)}")
        db_session.close()
        return False


def check_jobs():
    """
    Überprüft alle geplanten und laufenden Jobs und schaltet Steckdosen entsprechend.
    
    Diese Funktion wird vom Scheduler regelmäßig aufgerufen und:
    1. Prüft, ob geplante Jobs gestartet werden müssen
    2. Prüft, ob laufende Jobs beendet werden müssen
    3. Aktualisiert den Status der Jobs
    """
    logger = get_logger("jobs")
    db_session = get_db_session()
    
    try:
        now = datetime.now()
        
        # Geplante Jobs abrufen (mit 5 Minuten Puffer für vergangene Jobs)
        scheduled_jobs = db_session.query(Job).options(
            joinedload(Job.printer)
        ).filter(
            Job.status == "scheduled",
            Job.start_at <= now
        ).all()
        
        # Laufende Jobs abrufen (mit 5 Minuten Sicherheitspuffer)
        running_jobs = db_session.query(Job).options(
            joinedload(Job.printer)
        ).filter(
            Job.status == "running",
            Job.end_at <= now - timedelta(minutes=5)  # 5 Minuten Sicherheitspuffer
        ).all()
        
        # Geplante Jobs starten
        for job in scheduled_jobs:
            logger.info(f"Starte geplanten Job {job.id}: {job.name} für Drucker {job.printer.name}")
            
            # Steckdose einschalten
            if toggle_plug(job.printer_id, True):
                # Job als laufend markieren
                job.status = "running"
                job.end_at = job.start_at + timedelta(minutes=job.duration_minutes)
                db_session.commit()
                logger.info(f"Job {job.id} gestartet: läuft bis {job.end_at}")
            else:
                logger.error(f"Fehler beim Starten von Job {job.id}: Steckdose konnte nicht eingeschaltet werden")
        
        # Beendete Jobs stoppen
        for job in running_jobs:
            logger.info(f"Beende laufenden Job {job.id}: {job.name} für Drucker {job.printer.name}")
            
            # Steckdose ausschalten
            if toggle_plug(job.printer_id, False):
                # Job als beendet markieren
                job.status = "finished"
                job.actual_end_time = now
                db_session.commit()
                logger.info(f"Job {job.id} beendet: tatsächliche Endzeit {job.actual_end_time}")
            else:
                logger.error(f"Fehler beim Beenden von Job {job.id}: Steckdose konnte nicht ausgeschaltet werden")
        
        db_session.close()
    except Exception as e:
        logger.error(f"Fehler im Job-Scheduler: {str(e)}")
        db_session.close()


# Globaler Scheduler
scheduler = BackgroundTaskScheduler()

# Job-Überprüfungs-Task registrieren (alle 60 Sekunden)
scheduler.register_task(
    task_id="check_jobs",
    func=check_jobs,
    interval=60,
    enabled=True
)