#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<unistd.h>
#include<cstring>
#include<cassert>
#include<sys/wait.h>
#include<sys/types.h>
#include<vector>
#include<ctime>
using namespace std;
//静态指定池里的子进程数
#define childNum 15
//利用函数指针记录需要传给子进程完成的任务
typedef void(*func)();
void Delete(){
    cout << getpid() << ": " << "删除任务" << endl;
    sleep(1);
}
void Install(){
    cout << getpid() << ": " << "安装任务" << endl;
    sleep(1);
}
void Renew(){
    cout << getpid() << ": " << "更新任务" << endl;
    sleep(1);
}
void Pack(){
    cout << getpid() << ": " << "打包任务" << endl;
    sleep(1);
}
void Send(){
    cout << getpid() << ": " << "发送任务" << endl;
    sleep(1);
}
//保存任务的函数
void LoadFunc(vector<func>& Funcgroup){
    Funcgroup.push_back(Delete);
    Funcgroup.push_back(Install);
    Funcgroup.push_back(Renew);
    Funcgroup.push_back(Pack);
    Funcgroup.push_back(Send);
}
//创建保存子进程id、写端的fd、每个池的名字的类
class Ed{
public:
    Ed(const string& name, const pid_t& id, const int& writefd)
        :_name(name)
        ,_id(id)
        ,_writefd(writefd)
    {}
    const string getname() const{
        return _name;
    }
    const pid_t getid() const{
        return _id;
    }
    const int getwritefd() const{
        return _writefd;
    }
private:
    string _name;
    pid_t _id;
    int _writefd;
};
//读取管道里的任务码
int ReadTask(int readFd){
    int code;
    ssize_t s = read(readFd, &code, sizeof(code));
    if(s == 4) return code;
    return -1;
}
//实现保存所有创建出来的子进程信息
//并实现子进程接收任务且执行任务
void CreateChild(vector<Ed>& childgroup, vector<func>& Taskgroup){
    //因为子进程会继承父进程的文件描述符表，因此从第二个子进程创建开始
    //每个子进程都会打开了一个对应着上个子进程的写端
    //因为父进程里对应的写端是打开的 所以再次创建子进程就会被继承下去
    //因此要记录下来每一次创建子进程时打开的写端文件描述符，在下一次创建子进程后
    //将子进程继承下来的文件描述符表关掉，这样所有创建出来的子进程才不会有联系
    //利用数组记录子进程继承下来的写端
    vector<int> DeleteFd;
    //创建子进程并创建管道
    for(int i = 0; i < childNum; ++i){
        //创建管道
        int fds[2];
        int n = pipe(fds);
        assert(n == 0);
        pid_t id = fork();
        //子进程
        if(id == 0){
            //在子进程被创建出来后，先将继承下来的上个子进程的写端关闭
            for(int i = 0; i < DeleteFd.size(); ++i)
                close(DeleteFd[i]);
            //关闭子进程的写
            close(fds[1]);
            while(1){
                //读取
                int TaskNum = ReadTask(fds[0]);            
                //执行任务
                if(TaskNum >= 0 && TaskNum < Taskgroup.size())
                    Taskgroup[TaskNum]();
                else if(TaskNum == -1)
                    break;
                else
                    cout << "没有此任务" << endl;
            }
            exit(0);
        }
        //关闭父进程的读
        close(fds[0]);
        //记录子进程
        childgroup.push_back({"proce " + to_string(i), id, fds[1]});
        //记录子进程被创建后继承下来的上一个进程的写端
        DeleteFd.push_back(fds[1]);
    }
}
//发送任务给子进程 
void SendChild(const Ed& s, int taskNum){
    cout << "send " << taskNum << " " << "to " << s.getname() << endl;
    //写入任务到子进程所对应的管道文件
    int n = write(s.getwritefd(), &taskNum, sizeof(taskNum));
    assert(n == sizeof(int));
}
//父进程随机选择子进程和任务并发送
//参数cnt是用来计数的，如果传入时为负数则一直循环，否则计数
void SelSend(const vector<func>& Funcgroup, const vector<Ed>& childgroup, int cnt){
    while(1){
        if(cnt >= 0)
            if(cnt-- == 0)
                break;
        //随机选择一个进程
        int procI = rand() % childNum;
        //随机选择一个任务
        int taskI = rand() % Funcgroup.size();
        //发送任务
        SendChild(childgroup[procI], taskI);
        sleep(2);
    }
    //如果写端退出，则关闭所有子进程对应的写端
    for(int i = 0; i < childNum; ++i)
        close(childgroup[i].getwritefd());
}
//回收子进程
void waitProcess(vector<Ed>& childgroup){
    for(int i = 0; i < childgroup.size(); ++i){
        waitpid(childgroup[i].getid(), nullptr, 0);
        cout << "等待成功: " << childgroup[i].getid() <<  endl;
    }
}
int main(){
    //随机数种子
    srand(time(nullptr));
    //记录所有的子进程的任务
    vector<func> Funcgroup;
    LoadFunc(Funcgroup);
    //记录创建出来的子进程的pid
    vector<Ed> childgroup;
    CreateChild(childgroup, Funcgroup);
    //父进程任意选择控制子进程
    SelSend(Funcgroup, childgroup, 3);
    //回收子进程
    waitProcess(childgroup);
    return 0;
}