import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Hashtable;
import java.util.List;
/**
 *  * 用來讀取QQwry.dat文件，以根據ip獲得好友位置，QQwry.dat的格式是
 * 一. 文件頭，共8字節
 * 	   1. 第一個起始IP的絕對偏移， 4字節
 *     2. 最后一個起始IP的絕對偏移， 4字節
 * 二. "結束地址/國家/區域"記錄區
 *     四字節ip地址后跟的每一條記錄分成兩個部分
 *     1. 國家記錄
 *     2. 地區記錄
 *     但是地區記錄是不一定有的。而且國家記錄和地區記錄都有兩種形式
 *     1. 以0結束的字符串
 *     2. 4個字節，一個字節可能為0x1或0x2
 * 		  a. 為0x1時，表示在絕對偏移后還跟著一個區域的記錄，注意是絕對偏移之后，而不是這四個字節之后
 *        b. 為0x2時，表示在絕對偏移后沒有區域記錄
 *        不管為0x1還是0x2，后三個字節都是實際國家名的文件內絕對偏移
 * 		  如果是地區記錄，0x1和0x2的含義不明，但是如果出現這兩個字節，也肯定是跟著3個字節偏移，如果不是
 *        則為0結尾字符串
 * 三. "起始地址/結束地址偏移"記錄區
 *     1. 每條記錄7字節，按照起始地址從小到大排列
 *        a. 起始IP地址，4字節
 *        b. 結束ip地址的絕對偏移，3字節
 *
 * 注意，這個文件里的ip地址和所有的偏移量均采用little-endian格式，而java是采用
 * big-endian格式的，要注意轉換
 *
 *
 * @author 馬若劼
 */
public class IPSeeker {
	/**
	 * 	 * 用來封裝ip相關信息，目前只有兩個字段，ip所在的國家和地區
	 *
	 *
	 * @author 馬若劼
	 */
	private class IPLocation {
		public String country;
		public String area;
		public IPLocation() {
		    country = area = "";
		}
		public IPLocation getCopy() {
		    IPLocation ret = new IPLocation();
		    ret.country = country;
		    ret.area = area;
		    return ret;
		}
	}
	private static final String IP_FILE = IPSeeker.class.getResource("/QQWry.dat").toString().substring(5);
	// 一些固定常量，比如記錄長度等等
	private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
	private static final byte AREA_FOLLOWED = 0x01;
	private static final byte NO_AREA = 0x2;
 	// 用來做為cache，查詢一個ip時首先查看cache，以減少不必要的重復查找
	private Hashtable ipCache;
	// 隨機文件訪問類
	private RandomAccessFile ipFile;
	// 內存映射文件
	private MappedByteBuffer mbb;
	// 單一模式實例
	private static IPSeeker instance = new IPSeeker();
	// 起始地區的開始和結束的絕對偏移
	private long ipBegin, ipEnd;
	// 為提高效率而采用的臨時變量
	private IPLocation loc;
	private byte[] buf;
	private byte[] b4;
	private byte[] b3;
	/**
	 * 私有構造函數
	 */
	private IPSeeker()  {
		ipCache = new Hashtable();
		loc = new IPLocation();
		buf = new byte[100];
		b4 = new byte[4];
		b3 = new byte[3];
		try {
			ipFile = new RandomAccessFile(IP_FILE, "r");
		} catch (FileNotFoundException e) {
                        System.out.println(IPSeeker.class.getResource("/QQWry.dat").toString());
                        System.out.println(IP_FILE);
			System.out.println("IP地址信息文件沒有找到，IP顯示功能將無法使用");
			ipFile = null;
		}
		// 如果打開文件成功，讀取文件頭信息
		if(ipFile != null) {
			try {
				ipBegin = readLong4(0);
				ipEnd = readLong4(4);
				if(ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
					ipFile.close();
					ipFile = null;
				}
			} catch (IOException e) {
				System.out.println("IP地址信息文件格式有錯誤，IP顯示功能將無法使用");
				ipFile = null;
			}
		}
	}
	/**
	 * @return 單一實例
	 */
	public static IPSeeker getInstance() {
		return instance;
	}
	/**
	 * 給定一個地點的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范圍記錄
	 * @param s 地點子串
	 * @return 包含IPEntry類型的List
	 */
	public List getIPEntriesDebug(String s) {
	    List ret = new ArrayList();
	    long endOffset = ipEnd + 4;
	    for(long offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
	        // 讀取結束IP偏移
	        long temp = readLong3(offset);
	        // 如果temp不等于-1，讀取IP的地點信息
	        if(temp != -1) {
	            IPLocation loc = getIPLocation(temp);
	            // 判斷是否這個地點里面包含了s子串，如果包含了，添加這個記錄到List中，如果沒有，繼續
	            if(loc.country.indexOf(s) != -1 || loc.area.indexOf(s) != -1) {
	                IPEntry entry = new IPEntry();
	                entry.country = loc.country;
	                entry.area = loc.area;
	                // 得到起始IP
	    	        readIP(offset - 4, b4);
	                entry.beginIp = Utils.getIpStringFromBytes(b4);
	                // 得到結束IP
	                readIP(temp, b4);
	                entry.endIp = Utils.getIpStringFromBytes(b4);
	                // 添加該記錄
	                ret.add(entry);
	            }
	        }
	    }
	    return ret;
	}
	/**
	 * 給定一個地點的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范圍記錄
	 * @param s 地點子串
	 * @return 包含IPEntry類型的List
	 */
	public List getIPEntries(String s) {
	    List ret = new ArrayList();
	    try {
	        // 映射IP信息文件到內存中
	        if(mbb == null) {
			    FileChannel fc = ipFile.getChannel();
	            mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, ipFile.length());
	            mbb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
	        }
		    int endOffset = (int)ipEnd;
            for(int offset = (int)ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
                int temp = readInt3(offset);
                if(temp != -1) {
    	            IPLocation loc = getIPLocation(temp);
    	            // 判斷是否這個地點里面包含了s子串，如果包含了，添加這個記錄到List中，如果沒有，繼續
    	            if(loc.country.indexOf(s) != -1 || loc.area.indexOf(s) != -1) {
    	                IPEntry entry = new IPEntry();
    	                entry.country = loc.country;
    	                entry.area = loc.area;
    	                // 得到起始IP
    	    	        readIP(offset - 4, b4);
    	                entry.beginIp = Utils.getIpStringFromBytes(b4);
    	                // 得到結束IP
    	                readIP(temp, b4);
    	                entry.endIp = Utils.getIpStringFromBytes(b4);
    	                // 添加該記錄
    	                ret.add(entry);
    	            }
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        return ret;
	}
	/**
	 * 從內存映射文件的offset位置開始的3個字節讀取一個int
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private int readInt3(int offset) {
	    mbb.position(offset);
	    return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}
	/**
	 * 從內存映射文件的當前位置開始的3個字節讀取一個int
	 * @return
	 */
	private int readInt3() {
	    return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}
	/**
	 * 根據IP得到國家名
	 * @param ip ip的字節數組形式
	 * @return 國家名字符串
	 */
	public String getCountry(byte[] ip) {
		// 檢查ip地址文件是否正常
		if(ipFile == null) return "錯誤的IP數據庫文件";
		// 保存ip，轉換ip字節數組為字符串形式
		String ipStr = Utils.getIpStringFromBytes(ip);
		// 先檢查cache中是否已經包含有這個ip的結果，沒有再搜索文件
		if(ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation loc = (IPLocation)ipCache.get(ipStr);
			return loc.country;
		} else {
			IPLocation loc = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, loc.getCopy());
			return loc.country;
		}
	}
	/**
	 * 根據IP得到國家名
	 * @param ip IP的字符串形式
	 * @return 國家名字符串
	 */
	public String getCountry(String ip) {
	    return getCountry(Utils.getIpByteArrayFromString(ip));
	}
	/**
	 * 根據IP得到地區名
	 * @param ip ip的字節數組形式
	 * @return 地區名字符串
	 */
	public String getArea(byte[] ip) {
		// 檢查ip地址文件是否正常
		if(ipFile == null) return "錯誤的IP數據庫文件";
		// 保存ip，轉換ip字節數組為字符串形式
		String ipStr = Utils.getIpStringFromBytes(ip);
		// 先檢查cache中是否已經包含有這個ip的結果，沒有再搜索文件
		if(ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation loc = (IPLocation)ipCache.get(ipStr);
			return loc.area;
		} else {
			IPLocation loc = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, loc.getCopy());
			return loc.area;
		}
	}
	/**
	 * 根據IP得到地區名
	 * @param ip IP的字符串形式
	 * @return 地區名字符串
	 */
	public String getArea(String ip) {
	    return getArea(Utils.getIpByteArrayFromString(ip));
	}
	/**
	 * 根據ip搜索ip信息文件，得到IPLocation結構，所搜索的ip參數從類成員ip中得到
	 * @param ip 要查詢的IP
	 * @return IPLocation結構
	 */
	private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
		IPLocation info = null;
		long offset = locateIP(ip);
		if(offset != -1)
			info = getIPLocation(offset);
		if(info == null) {
			info = new IPLocation();
			info.country = "未知國家";
			info.area = "未知地區";
		}
		return info;
	}
	/**
	 * 從offset位置讀取4個字節為一個long，因為java為big-endian格式，所以沒辦法
	 * 用了這么一個函數來做轉換
	 * @param offset
	 * @return 讀取的long值，返回-1表示讀取文件失敗
	 */
	private long readLong4(long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}