use std::collections::HashMap;
use std::sync::atomic::AtomicUsize;
use std::sync::Arc;
use tokio::sync::{Mutex, Semaphore};

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// LLM 调用并发控制（双层 Semaphore + 可选 per-provider 层）
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/// LLM 调用并发控制 — 全局 LLM 调用限流 global + 单对话内 per_conv 双层 Semaphore + 可选 per-provider 层
///
/// 限流对象：所有真实 LLM 调用（主循环 stream_llm / 标题生成 / 知识提炼）。
/// 不限流本地工具执行（tools.execute）——本地操作无外部成本、不受 RPM 约束。
///
/// ## global（permits 默认 3，「LLM 调用并发限流」原义）
/// F-09 batch5 曾把 global 改「并发会话数上限」（loop 入口持整 loop），用户决策修正「不设并发会话上限」后
/// 已删除 loop 入口 acquire。global 回归原义：由各单次 LLM 调用点（stream_llm 重试循环 / 标题 / 压缩 /
/// 提炼 / 项目分析扫描）各自 `acquire_global()` 拿 permit、调用结束 Drop 释放，防 provider 429。
/// 多对话 loop 并发不限数（用户接受 token 暴增）。
///
/// ## per_conv 改 HashMap<conv_id, Semaphore>
/// 原应用级单信号量（AiSession 单例 + generating 互斥下退化）改为
/// `HashMap<String, Arc<Semaphore>>`：每对话一份（permits=2，主循环 + 标题 + 提炼各自限流）。
/// `run_agentic_loop` 入口 `acquire_per_conv(conv_id)` 拿 1 permit 持整个 loop 生命周期（含工具执行/审批
/// 等待/重试），防单对话内并发 LLM 调用失控。这是单对话内限流，非会话数限制，符合用户「不设上限」。
/// `acquire_per_conv(conv_id)`：lock HashMap → 无则建（permits=2）→ clone Arc → 释放 lock → acquire_owned。
/// conv 退出清理（`release_conv(conv_id)`）：conv 删除时 remove 条目（防 HashMap 无限增长）。
///
/// 运行时调整：tokio Semaphore 的 permits 数构造时固定、不可增减，
/// 故 `global` 用 `Arc<Mutex<Arc<Semaphore>>>` 双层包装——替换内层 Arc 即重建 Semaphore。
/// 已持有旧 permit 的任务不受影响（permit 绑定旧 Semaphore，软收敛），
/// 新请求 lock 后克隆到最新 Arc、自动走新限制。旧 Semaphore 随最后 permit 释放而 drop。
/// per_conv HashMap 内每条 Arc<Semaphore> 不需运行时改 permits（对话内并发上限 2 固定），故无重建需求。
///
/// ## F-260614-04: per-provider 层(可选)
/// `per_provider` 为 HashMap<provider_id, Arc<Semaphore>>。调用方(agentic loop)经
/// `acquire_for_provider(pid)` 取额外 permit,防单 provider 被打满(限流 429)。
/// **单 provider 场景**:若未调 `set_provider_caps`,HashMap 为空,
/// `acquire_for_provider` 返回 None(无限流,行为同 F-01 前)。零变化保证。
/// 全局容量 = min(sum(各 provider 上限), global_cap):由调用方在配置时约束
/// (set_provider_caps 传 min(sum, global_cap)),非运行时强约束。
///
/// ## Phase3 预留: per_sub_flow 层(批2-B,占位未接入)
/// `per_sub_flow` 为 HashMap<sub_flow_id, Arc<Semaphore>>,用于 Phase3 单对话并行多轮的
/// **子流并发上限**(单对话内并行 spawn 多条子流时,防子流数失控)。本批仅加层 + 占位,
/// **不接入调用点**(接入待 Phase3 子流 spawn 落地)。
///
/// **key 约定(文档化,非强约束)**:`sub_flow_id` 采用 `"{conv_id}::{sub_id}"` 格式,
/// 唯一标识某对话下的某条子流,便于 release_sub_flow 精确清理。
///
/// **三层语义**:
/// - per_sub_flow = 单对话内**子流**并发上限(每条子流一份 Semaphore,permits 默认 3,预留)
/// - per_conv = 单对话内**总**并发上限(permits 默认 2)
/// - global = 全应用**总**并发上限(permits 默认 3)
///
/// **理想配额(用户配置建议,非硬限)**: per_sub_permits ≤ per_conv_permits ≤ global_permits。
/// 实际限流由各层 Semaphore 自然保证:global Semaphore 硬限全应用并发不超 global permits
/// (跨对话 sum(per_conv) 可 > global,但 global acquire_owned 自然阻塞,不超卖)。
///
/// **acquire 语义(非阻塞)**:`acquire_per_sub_flow` 用 `try_acquire_owned`(非阻塞),
/// 耗尽返 None 降级串行——子流并行不阻塞主 loop(Phase3 子流 spawn 失败不拖垮整对话)。
#[derive(Clone)]
pub struct LlmConcurrency {
    /// 全局 LLM 调用并发上限(permits 默认 3)：F-09 batch5 修正后回归原义,由各单次 LLM 调用点
    /// (stream_llm/标题/压缩/提炼/项目分析)各自 acquire/drop 防 429,不再由 loop 入口持整 loop。
    global: Arc<Mutex<Arc<Semaphore>>>,
    /// 单对话内并发上限(F-09 B 批5)：HashMap<conv_id, Semaphore>，每对话 permits=2。
    /// acquire 时按 conv_id 取/建；release_conv 在 loop 结束 + 无 pending 时 remove。
    per_conv: Arc<Mutex<HashMap<String, Arc<Semaphore>>>>,
    /// 每对话内并发上限(permits 默认 2，构造时传入 new(3, 2) 的第二参)。
    /// F-09 B 批5:AtomicUsize 支持运行时热改(ai_set_concurrency_config 的 per_conv_limit)。
    /// 热改后**已建对话**的旧 Semaphore 不变(permits 构造时固定)，**新建对话**用新值；
    /// 为使热改立即全量生效，set_per_conv 同时清空 HashMap 强制重建(软收敛：旧 permit 随 Drop 释放)。
    per_conv_permits: Arc<AtomicUsize>,
    /// F-260614-04: per-provider 信号量表。空 = 无 per-provider 限流(单 provider 路径零变化)。
    /// Arc<Mutex<HashMap>>:运行时增删 provider 配置时替换/插入,acquire 时 clone Arc。
    per_provider: Arc<Mutex<HashMap<String, Arc<Semaphore>>>>,
    /// Phase3 预留(批2-B): per-sub_flow 信号量表。key = sub_flow_id(约定 "{conv_id}::{sub_id}")。
    /// 空 = 无子流并发限流(Phase3 未接入时零变化)。acquire 用 try_acquire_owned(非阻塞),
    /// 耗尽返 None 降级串行,子流并行不阻塞主 loop。
    #[allow(dead_code)] // Phase3 子流 spawn 落地时接入调用点,本批仅占位。
    per_sub_flow: Arc<Mutex<HashMap<String, Arc<Semaphore>>>>,
    /// Phase3 预留(批2-B): 每子流并发上限(permits 默认 3,内部初始化,预留)。
    /// AtomicUsize 支持运行时热改;set_per_sub_permits 同时清空 HashMap(软收敛,对齐 set_per_conv)。
    /// new(global, per_conv) 签名保持向后兼容,per_sub_permits 内部 AtomicUsize::new(3)。
    #[allow(dead_code)] // Phase3 子流 spawn 落地时接入调用点,本批仅占位。
    per_sub_permits: Arc<AtomicUsize>,
}

impl LlmConcurrency {
    pub fn new(global: usize, per_conv: usize) -> Self {
        Self {
            global: Arc::new(Mutex::new(Arc::new(Semaphore::new(global)))),
            per_conv: Arc::new(Mutex::new(HashMap::new())),
            per_conv_permits: Arc::new(AtomicUsize::new(per_conv)),
            per_provider: Arc::new(Mutex::new(HashMap::new())),
            // Phase3 预留(批2-B): per_sub_flow 默认 permits=3,内部初始化。
            // 签名保持 new(global, per_conv) 向后兼容;Phase3 接入后用户可经
            // set_per_sub_permits 热改(配置化待后续批,本批仅占位)。
            per_sub_flow: Arc::new(Mutex::new(HashMap::new())),
            per_sub_permits: Arc::new(AtomicUsize::new(3)),
        }
    }

    /// 取全局 LLM 调用并发 permit：由各单次 LLM 调用点(stream_llm/标题/压缩/提炼/项目分析)
    /// 各自调用、调用结束 Drop 释放。F-09 batch5 修正后不再由 run_agentic_loop 入口持整 loop。
    /// 重建后(set_global)新请求自动走最新 Semaphore。
    pub async fn acquire_global(&self) -> tokio::sync::OwnedSemaphorePermit {
        let sema = self.global.lock().await.clone();
        sema.acquire_owned().await.expect("llm global semaphore closed")
    }

    /// 取单对话内并发 permit(F-09 B 批5)：按 conv_id 取/建 Semaphore，permits=当前 per_conv_permits(默认 2)。
    /// lock HashMap → 无则建 → clone Arc → 释放 lock → acquire_owned。锁持有短(不含 await acquire)。
    pub async fn acquire_per_conv(&self, conv_id: &str) -> tokio::sync::OwnedSemaphorePermit {
        let sema = {
            let mut map = self.per_conv.lock().await;
            let permits = self.per_conv_permits.load(std::sync::atomic::Ordering::SeqCst);
            map.entry(conv_id.to_string())
                .or_insert_with(|| Arc::new(Semaphore::new(permits)))
                .clone()
        };
        sema.acquire_owned().await.expect("llm per_conv semaphore closed")
    }

    /// 取单对话内并发 permit 的**非阻塞**版本(对齐 `acquire_per_sub_flow` 语义)。
    ///
    /// 与 `acquire_per_conv` 同样按 conv_id 取/建 Semaphore(permits=当前 per_conv_permits),
    /// 区别仅在最后一步用 `try_acquire_owned`(非阻塞):耗尽返 `None`,调用方降级,不阻塞。
    ///
    /// **用途**:压缩(`compress_via_llm`)在 agentic loop 内被调用,loop 入口已持 1 个 per_conv
    /// permit;当 `set_per_conv(1)` 后 per_conv Semaphore 仅 1 permit,loop 入口占满,压缩再
    /// `acquire_per_conv`(阻塞)将永久等待 → `is_compressing` 永真 → 卡死。改用本非阻塞版本:
    /// 拿不到(None)调用方提前返回降级(下轮再试),非崩溃。
    ///
    /// - 返 `Some(permit)`:成功获取,permit 随 Drop 自动释放。
    /// - 返 `None`:本对话并发已耗尽,调用方降级(非错误)。锁持有短(不含 try_acquire)。
    pub async fn try_acquire_per_conv(
        &self,
        conv_id: &str,
    ) -> Option<tokio::sync::OwnedSemaphorePermit> {
        let sema = {
            let mut map = self.per_conv.lock().await;
            let permits = self.per_conv_permits.load(std::sync::atomic::Ordering::SeqCst);
            map.entry(conv_id.to_string())
                .or_insert_with(|| Arc::new(Semaphore::new(permits)))
                .clone()
        };
        // try_acquire_owned 非阻塞:Err(NoPermits) 返 None 降级,不阻塞调用方。
        // 对齐 acquire_global/per_conv 的 expect 前提:Semaphore 不会 close(无 close() 调用)。
        sema.try_acquire_owned().ok()
    }

    /// F-09 B 批5：conv 退出清理。loop 结束 + 无 pending 审批时 remove 该 conv 的 Semaphore 条目。
    /// **时机由调用方判断**(agentic loop 退出点)：仅在确信无后续 acquire 时调用，否则误删会致
    /// 该 conv 下次 acquire 重建 Semaphore(限流计数清零，非致命，但语义偏离)。
    /// remove 后已持 permit 不受影响(permit 绑旧 Arc，随 Drop 释放)，仅阻止新条目累积。
    pub async fn release_conv(&self, conv_id: &str) {
        self.per_conv.lock().await.remove(conv_id);
    }

    /// 重建全局 Semaphore（软收敛：旧 permit 不回收，待其释放后新限制完全生效）
    pub async fn set_global(&self, permits: usize) {
        *self.global.lock().await = Arc::new(Semaphore::new(permits));
    }

    /// 重建单对话 Semaphore(F-09 B 批5 后 per_conv 为 HashMap)。
    /// 行为：更新 per_conv_permits(AtomicUsize) + 清空 HashMap(软收敛：旧 permit 随 Drop 释放，
    /// 新对话 acquire 用新 permits 值重建 Semaphore)。已建对话若仍在跑，旧 Semaphore 不变；
    /// 下次该 conv 新 acquire 时因 HashMap 已清空会重建为新 permits。
    pub async fn set_per_conv(&self, permits: usize) {
        self.per_conv_permits
            .store(permits, std::sync::atomic::Ordering::SeqCst);
        self.per_conv.lock().await.clear();
    }

    /// 读当前 per_conv permits 生效值(对齐 set_per_conv 的写,补足读侧 getter)。
    ///
    /// 用途:get_app_config AI 工具查「当前 LLM 并发配置」时返给 LLM(global 无对称 getter:
    /// Semaphore permits 封装在 Arc<Mutex<Arc<Semaphore>>> 内层无读取接口,故此处只返 per_conv,
    /// global 不返避免误导)。热改(set_per_conv)后立即反映,无需重启。
    pub fn current_per_conv_permits(&self) -> usize {
        self.per_conv_permits.load(std::sync::atomic::Ordering::SeqCst)
    }

    // ============================================================
    // Phase3 预留(批2-B): per_sub_flow 层 — 占位未接入调用点
    // ============================================================

    /// Phase3 预留(批2-B): 取单子流内并发 permit(非阻塞)。
    ///
    /// 按 `sub_flow_id` 取/建 Semaphore(permits=当前 per_sub_permits,默认 3)。
    /// lock HashMap → 无则建(or_insert_with, permits 取 per_sub_permits 当前值)
    /// → clone Arc → 释放 lock → **try_acquire_owned**(非阻塞)。
    ///
    /// **非阻塞语义(关键)**:用 try_acquire_owned 而非 acquire_owned——耗尽返 None
    /// 调用方降级串行处理,子流并行不阻塞主 loop(Phase3 子流 spawn 失败不拖垮整对话)。
    ///
    /// - 返 `Ok(Some(permit))`:成功获取,permit 随 Drop 自动释放。
    /// - 返 `Ok(None)`:子流并发已耗尽,调用方降级串行(非错误)。
    ///
    /// **key 约定**:`sub_flow_id` 采用 `"{conv_id}::{sub_id}"` 格式(文档化,调用方组装)。
    /// 锁持有短(不含 try_acquire),对齐 acquire_per_conv 模式。
    #[allow(dead_code)] // Phase3 子流 spawn 落地时接入调用点,本批仅占位。
    pub async fn acquire_per_sub_flow(
        &self,
        sub_flow_id: &str,
    ) -> Option<tokio::sync::OwnedSemaphorePermit> {
        let sema = {
            let mut map = self.per_sub_flow.lock().await;
            let permits = self.per_sub_permits.load(std::sync::atomic::Ordering::SeqCst);
            map.entry(sub_flow_id.to_string())
                .or_insert_with(|| Arc::new(Semaphore::new(permits)))
                .clone()
        };
        // try_acquire_owned 非阻塞:Err(NoPermits) 返 None 降级串行,不阻塞主 loop。
        // 对齐 acquire_global/per_conv 的 expect 前提:Semaphore 不会 close(无 close() 调用)。
        sema.try_acquire_owned().ok()
    }

    /// Phase3 预留(批2-B): 子流完成清理。remove 该 sub_flow 的 Semaphore 条目(防 HashMap 无限增长)。
    ///
    /// **对齐 release_conv 模式**:remove 后已持 permit 不受影响(permit 绑旧 Arc,随 Drop 释放),
    /// 仅阻止新条目累积。时机由调用方判断(Phase3 子流退出点)。
    #[allow(dead_code)] // Phase3 子流 spawn 落地时接入调用点,本批仅占位。
    pub async fn release_sub_flow(&self, sub_flow_id: &str) {
        self.per_sub_flow.lock().await.remove(sub_flow_id);
    }

    /// Phase3 预留(批2-B): 热改 per_sub_flow permits 上限。
    ///
    /// 行为(对齐 set_per_conv):更新 per_sub_permits(AtomicUsize) + 清空 HashMap(软收敛:
    /// 旧 permit 随 Drop 释放,新子流 acquire 用新 permits 值重建 Semaphore)。已建子流若仍在跑,
    /// 旧 Semaphore 不变;下次该 sub_flow 新 acquire 时因 HashMap 已清空会重建为新 permits。
    #[allow(dead_code)] // Phase3 子流 spawn 落地时接入调用点,本批仅占位。
    pub async fn set_per_sub_permits(&self, permits: usize) {
        self.per_sub_permits
            .store(permits, std::sync::atomic::Ordering::SeqCst);
        self.per_sub_flow.lock().await.clear();
    }

    /// F-260614-04: 取 per-provider 并发 permit(可选)。
    ///
    /// - provider 在 `per_provider` 表中有配置 → 取其 Semaphore permit,返回 Some。
    /// - provider 无配置(单 provider 场景或未 set_provider_caps)→ 返回 None,无限流。
    ///
    /// 调用方(agentic loop)用法:
    /// ```ignore
    /// let _global_permit = llm_concurrency.acquire_global().await;
    /// let _per_conv_permit = llm_concurrency.acquire_per_conv(&conv_id).await;
    /// let _provider_permit = llm_concurrency.acquire_for_provider(&provider_id).await;
    /// ```
    /// 三 permit 均绑 guard Drop 自动释放。None 时无 permit 需释放(行为同 F-01 前)。
    pub async fn acquire_for_provider(
        &self,
        provider_id: &str,
    ) -> Option<tokio::sync::OwnedSemaphorePermit> {
        let sema = {
            let map = self.per_provider.lock().await;
            map.get(provider_id).cloned()
        }?;
        // Semaphore 存在 → acquire。expect 同 acquire_global/per_conv:Semaphore 不会 close
        // (无 close() 调用,仅在 set_provider_caps 时替换表内 Arc,旧 Arc permit 仍有效)。
        Some(
            sema.acquire_owned()
                .await
                .expect("llm per_provider semaphore closed"),
        )
    }

    /// F-260614-04: 批量设置 per-provider 并发上限(替换整表)。
    ///
    /// 调用方(Settings 配置热改 / 启动初始化)传入 `{ provider_id: permits }` map,
    /// 替换整张 per_provider 表(软收敛:已持 permit 不回收)。全局容量约束 min(sum, global_cap)
    /// 由调用方在构造 map 时应用(本函数不做强约束,只落表)。
    ///
    /// 传空 map → 清空 per_provider 表(所有 provider 回退到无 per-provider 限流)。
    pub async fn set_provider_caps(&self, caps: HashMap<String, usize>) {
        let mut map = self.per_provider.lock().await;
        map.clear();
        for (pid, permits) in caps {
            // permits=0 等同无配置(Semaphore::new(0) 永远 acquire 不到 → 死锁),
            // 故 permits=0 跳过(不落表 → acquire_for_provider 返 None → 无限流)。
            if permits > 0 {
                map.insert(pid, Arc::new(Semaphore::new(permits)));
            }
        }
    }
}
