d3ro-voice/src/main/services/LocalSTTService.ts

// src/main/services/LocalSTTService.ts
// faster-whisper sidecar를 관리하고 오디오 버퍼를 텍스트로 변환한다.
// 싱글톤 + EventEmitter 패턴. Speakly VoiceRecognitionService의
// 상태 머신 및 이중 조건 플러시 패턴 적용.

import { EventEmitter } from 'events'
import { type ChildProcess, spawn } from 'child_process'
import { getLogger } from './LoggerService'
import { configGet } from './ConfigService'
import { getSidecarCommand } from '../utils/paths'
import { D3ROError, ErrorCode } from '@shared/errors'
import type { STTModel, STTStatus, STTEngineState } from '@shared/types'

// ── 내부 타입 정의 ────────────────────────────────────────

/** STT 엔진 상태 머신 */
const enum STTState {
  Uninitialized = 'uninitialized',
  Loading = 'loading',
  Ready = 'ready',
  Transcribing = 'transcribing',
  Error = 'error',
}

/** 전사 결과 세그먼트 */
export interface TranscriptionSegment {
  readonly text: string
  readonly start: number
  readonly end: number
  readonly confidence: number
}

/** 전사 결과 */
export interface TranscriptionResult {
  readonly text: string
  readonly segments: TranscriptionSegment[]
  readonly language: string
  readonly duration: number
  readonly processingTime: number
}

/** 전사 옵션 */
export interface TranscribeOptions {
  language?: string
  initialPrompt?: string
  vadFilter?: boolean
}

/** sidecar /health 응답 */
interface HealthResponse {
  status: string
  model: string | null
  gpu: boolean
}

/** sidecar /load 응답 */
interface LoadResponse {
  status: string
  model_id: string
  load_time_ms: number
}

/** sidecar /transcribe 응답 */
interface TranscribeResponse {
  text: string
  segments: Array<{
    text: string
    start: number
    end: number
    avg_logprob: number
  }>
  language: string
  duration: number
  processing_time: number
}

/** 이벤트 페이로드 */
export interface LocalSTTEvents {
  'transcription-delta': { text: string; isFinal: boolean }
  'transcription-complete': { result: TranscriptionResult }
  'model-loaded': { model: STTModel; loadTimeMs: number }
  'error': { error: D3ROError }
}

// ── 상수 ──────────────────────────────────────────────────

const SIDECAR_PORT = 18765
const HEALTH_CHECK_INTERVAL_MS = 1000
const HEALTH_CHECK_TIMEOUT_MS = 30000
const MAX_RESTART_COUNT = 3
const SIDECAR_REQUEST_TIMEOUT_MS = 120000

/** 알려진 Whisper 모델 카탈로그 */
const MODEL_CATALOG: STTModel[] = [
  {
    id: 'tiny',
    name: 'Tiny',
    sizeBytes: 75_000_000,
    downloaded: false,
    languages: ['auto', 'ko', 'en', 'ja', 'zh'],
    accuracy: 1,
    speed: 5,
  },
  {
    id: 'base',
    name: 'Base',
    sizeBytes: 141_000_000,
    downloaded: false,
    languages: ['auto', 'ko', 'en', 'ja', 'zh'],
    accuracy: 2,
    speed: 4,
  },
  {
    id: 'small',
    name: 'Small',
    sizeBytes: 466_000_000,
    downloaded: false,
    languages: ['auto', 'ko', 'en', 'ja', 'zh'],
    accuracy: 3,
    speed: 3,
  },
  {
    id: 'medium',
    name: 'Medium',
    sizeBytes: 1_500_000_000,
    downloaded: false,
    languages: ['auto', 'ko', 'en', 'ja', 'zh'],
    accuracy: 4,
    speed: 2,
  },
  {
    id: 'large-v3',
    name: 'Large V3',
    sizeBytes: 3_100_000_000,
    downloaded: false,
    languages: ['auto', 'ko', 'en', 'ja', 'zh'],
    accuracy: 5,
    speed: 1,
  },
]

// ── 서비스 구현 ───────────────────────────────────────────

const logger = getLogger('LocalSTTService')

class LocalSTTService extends EventEmitter {
  private _state: STTState = STTState.Uninitialized
  private _sidecarProcess: ChildProcess | null = null
  private _port: number = SIDECAR_PORT
  private _currentModelId: string | null = null
  private _restartCount: number = 0
  private _disposed: boolean = false
  private _gpuAccelerated: boolean = false

  // ── 이중 조건 플러시 (Speakly 패턴) ──
  private _modelReady: boolean = false
  private _audioBuffer: Buffer[] = []
  private _pendingResolve: ((result: TranscriptionResult) => void) | null = null
  private _pendingReject: ((error: D3ROError) => void) | null = null
  // errorEmitted 플래그로 이벤트 중복 방지
  private _errorEmitted: boolean = false

  // ── 상태 접근자 ──

  get state(): STTState {
    return this._state
  }

  get currentModelId(): string | null {
    return this._currentModelId
  }

  // ── 공개 메서드 ──

  /**
   * Whisper sidecar 프로세스 시작 + 모델 로딩.
   * 이미 로딩된 모델과 같으면 무시.
   */
  async initialize(modelId?: string): Promise<void> {
    const targetModel = modelId ?? configGet('sttModelId')

    if (this._disposed) {
      throw new D3ROError(
        ErrorCode.STTSidecarSpawnFailed,
        'LocalSTTService가 이미 dispose되었습니다',
      )
    }

    // 이미 같은 모델이 로딩된 상태면 무시
    if (
      this._state === STTState.Ready &&
      this._currentModelId === targetModel
    ) {
      logger.debug(`모델 ${targetModel}이 이미 로딩되어 있습니다`)
      return
    }

    this._setState(STTState.Loading)
    this._errorEmitted = false

    try {
      // sidecar가 아직 실행 중이 아니면 시작
      if (!this._sidecarProcess || this._sidecarProcess.exitCode !== null) {
        await this._spawnSidecar()
        await this._waitForHealth()
      }

      // 모델 로딩
      await this._loadModel(targetModel)
      this._currentModelId = targetModel
      this._modelReady = true
      this._setState(STTState.Ready)

      // 이중 조건 플러시 시도
      this._tryFlushAll()

      logger.info(`STT 초기화 완료: 모델=${targetModel}`)
    } catch (err) {
      this._setState(STTState.Error)
      const d3roErr =
        err instanceof D3ROError
          ? err
          : new D3ROError(
              ErrorCode.STTModelLoadFailed,
              `STT 초기화 실패: ${err instanceof Error ? err.message : String(err)}`,
            )
      this._emitError(d3roErr)
      throw d3roErr
    }
  }

  /**
   * 오디오 버퍼를 전사.
   * PCM16 16kHz mono 포맷이어야 한다.
   * 이중 조건 플러시: 모델 로딩과 오디오 버퍼링이 모두 완료되면 실행.
   */
  async transcribe(
    audioBuffer: Buffer,
    options?: TranscribeOptions,
  ): Promise<TranscriptionResult> {
    if (this._disposed) {
      throw new D3ROError(
        ErrorCode.STTTranscriptionFailed,
        'LocalSTTService가 이미 dispose되었습니다',
      )
    }

    if (audioBuffer.length === 0) {
      throw new D3ROError(ErrorCode.STTNoAudioData, '오디오 데이터가 비어있습니다')
    }

    // 모델이 아직 준비되지 않았으면 버퍼에 적재하고 대기
    if (!this._modelReady) {
      logger.debug('모델 로딩 중, 오디오 버퍼에 적재')
      this._audioBuffer.push(audioBuffer)

      return new Promise<TranscriptionResult>((resolve, reject) => {
        this._pendingResolve = resolve
        this._pendingReject = reject
        // 이중 조건 플러시 시도 (모델이 이미 준비되었을 수 있음)
        this._tryFlushAll()
      })
    }

    // 모델 준비 완료 상태: 직접 전사
    return this._sendToSidecar(audioBuffer, options)
  }

  /**
   * 다운로드된 모델 목록 조회.
   * 실제 다운로드 여부는 sidecar에 위임 (faster-whisper가 자동 다운로드).
   */
  getModels(): STTModel[] {
    return MODEL_CATALOG.map((m) => ({
      ...m,
      // 현재 로딩된 모델은 downloaded=true로 표시
      downloaded: m.id === this._currentModelId ? true : m.downloaded,
    }))
  }

  /** 현재 상태 조회 */
  getStatus(): STTStatus {
    const stateMap: Record<STTState, STTEngineState> = {
      [STTState.Uninitialized]: 'not-installed' as STTEngineState,
      [STTState.Loading]: 'loading' as STTEngineState,
      [STTState.Ready]: 'ready' as STTEngineState,
      [STTState.Transcribing]: 'processing' as STTEngineState,
      [STTState.Error]: 'error' as STTEngineState,
    }

    return {
      engineState: stateMap[this._state],
      activeModel: this._currentModelId,
      engineVersion: null,
      gpuAccelerated: this._gpuAccelerated,
    }
  }

  /** sidecar 프로세스 종료 및 리소스 정리 */
  async dispose(): Promise<void> {
    if (this._disposed) return
    this._disposed = true

    logger.info('LocalSTTService dispose 시작')

    // pending promise를 reject
    if (this._pendingReject) {
      this._pendingReject(
        new D3ROError(ErrorCode.STTTranscriptionCancelled, '서비스 종료로 전사 취소'),
      )
      this._pendingResolve = null
      this._pendingReject = null
    }

    this._audioBuffer = []
    this._modelReady = false

    await this._shutdownSidecar()
    this._setState(STTState.Uninitialized)

    logger.info('LocalSTTService dispose 완료')
  }

  // ── 이중 조건 플러시 (Speakly 핵심 패턴) ──

  /**
   * 모델 로딩과 오디오 버퍼링이 모두 완료되면 실행.
   * 설정 메시지(모델) 먼저, 오디오 데이터 후.
   */
  private _tryFlushAll(): void {
    if (!this._modelReady) return
    if (this._audioBuffer.length === 0) return
    if (!this._pendingResolve) return

    const merged = Buffer.concat(this._audioBuffer)
    this._audioBuffer = []

    const resolve = this._pendingResolve
    const reject = this._pendingReject
    this._pendingResolve = null
    this._pendingReject = null

    this._sendToSidecar(merged)
      .then(resolve)
      .catch((err: unknown) => {
        if (reject) {
          reject(
            err instanceof D3ROError
              ? err
              : new D3ROError(
                  ErrorCode.STTTranscriptionFailed,
                  `전사 실패: ${err instanceof Error ? err.message : String(err)}`,
                ),
          )
        }
      })
  }

  // ── Sidecar 관리 ──

  private async _spawnSidecar(): Promise<void> {
    const { command, args } = getSidecarCommand()
    const fullArgs = [...args, '--port', String(this._port)]
    logger.info(`Sidecar 시작: ${command} ${fullArgs.join(' ')}`)

    return new Promise<void>((resolve, reject) => {
      try {
        this._sidecarProcess = spawn(
          command,
          fullArgs,
          {
            stdio: ['pipe', 'pipe', 'pipe'],
            env: { ...process.env },
          },
        )
      } catch (err) {
        const d3roErr = new D3ROError(
          ErrorCode.STTSidecarSpawnFailed,
          `Sidecar 프로세스 생성 실패: ${err instanceof Error ? err.message : String(err)}`,
        )
        reject(d3roErr)
        return
      }

      const sidecarLogger = getLogger('sidecar')

      this._sidecarProcess.stdout?.on('data', (data: Buffer) => {
        const text = data.toString().trim()
        if (text) {
          sidecarLogger.info(text)
        }
      })

      this._sidecarProcess.stderr?.on('data', (data: Buffer) => {
        const text = data.toString().trim()
        if (text) {
          sidecarLogger.warn(text)
        }
      })

      this._sidecarProcess.on('error', (err: Error) => {
        logger.error(`Sidecar 프로세스 에러: ${err.message}`)
        reject(
          new D3ROError(
            ErrorCode.STTSidecarSpawnFailed,
            `Sidecar 프로세스 에러: ${err.message}`,
          ),
        )
      })

      this._sidecarProcess.on('exit', (code: number | null, signal: string | null) => {
        logger.warn(`Sidecar 프로세스 종료: code=${code}, signal=${signal}`)
        this._sidecarProcess = null
        this._modelReady = false

        if (!this._disposed) {
          this._handleSidecarCrash()
        }
      })

      // spawn 자체는 비동기적이므로 즉시 resolve
      // 실제 준비는 _waitForHealth에서 확인
      resolve()
    })
  }

  private async _waitForHealth(): Promise<void> {
    const startTime = Date.now()

    while (Date.now() - startTime < HEALTH_CHECK_TIMEOUT_MS) {
      try {
        const response = await fetch(`http://localhost:${this._port}/health`, {
          signal: AbortSignal.timeout(2000),
        })

        if (response.ok) {
          const data = (await response.json()) as HealthResponse
          this._gpuAccelerated = data.gpu
          logger.info(
            `Sidecar 헬스체크 성공: status=${data.status}, gpu=${data.gpu}`,
          )
          return
        }
      } catch {
        // 아직 준비 안 됨, 재시도
      }

      await this._sleep(HEALTH_CHECK_INTERVAL_MS)
    }

    throw new D3ROError(
      ErrorCode.STTSidecarCommunicationFailed,
      `Sidecar 헬스체크 타임아웃 (${HEALTH_CHECK_TIMEOUT_MS}ms)`,
    )
  }

  private async _loadModel(modelId: string): Promise<void> {
    logger.info(`모델 로딩 시작: ${modelId}`)
    const startTime = Date.now()

    const response = await fetch(`http://localhost:${this._port}/load`, {
      method: 'POST',
      headers: { 'Content-Type': 'application/json' },
      body: JSON.stringify({ model_id: modelId }),
      signal: AbortSignal.timeout(SIDECAR_REQUEST_TIMEOUT_MS),
    })

    if (!response.ok) {
      const errorText = await response.text()
      throw new D3ROError(
        ErrorCode.STTModelLoadFailed,
        `모델 로딩 실패 (HTTP ${response.status}): ${errorText}`,
      )
    }

    const data = (await response.json()) as LoadResponse
    const loadTimeMs = Date.now() - startTime

    const model = MODEL_CATALOG.find((m) => m.id === modelId)
    if (model) {
      this.emit('model-loaded', {
        model: { ...model, downloaded: true },
        loadTimeMs,
      })
    }

    logger.info(
      `모델 로딩 완료: ${data.model_id}, ${loadTimeMs}ms`,
    )
  }

  // ── HTTP 전사 요청 ──

  private async _sendToSidecar(
    audioBuffer: Buffer,
    options?: TranscribeOptions,
  ): Promise<TranscriptionResult> {
    if (!this._sidecarProcess || this._sidecarProcess.exitCode !== null) {
      throw new D3ROError(
        ErrorCode.STTSidecarCommunicationFailed,
        'Sidecar 프로세스가 실행 중이 아닙니다',
      )
    }

    this._setState(STTState.Transcribing)
    const startTime = Date.now()

    try {
      const language = options?.language ?? configGet('sttLanguage')
      const vadFilter = options?.vadFilter ?? true
      const initialPrompt = options?.initialPrompt ?? ''

      // Node 18+ 내장 fetch + FormData + Blob으로 multipart 전송
      const formData = new FormData()
      // Buffer → ArrayBuffer 복사 후 Blob 생성 (Node/Electron 타입 호환)
      const arrayBuf = audioBuffer.buffer.slice(
        audioBuffer.byteOffset,
        audioBuffer.byteOffset + audioBuffer.byteLength,
      ) as ArrayBuffer
      formData.append(
        'audio',
        new Blob([arrayBuf], { type: 'application/octet-stream' }),
        'audio.pcm',
      )
      formData.append('language', language)
      formData.append('vad_filter', String(vadFilter))
      if (initialPrompt) {
        formData.append('initial_prompt', initialPrompt)
      }

      const response = await fetch(
        `http://localhost:${this._port}/transcribe`,
        {
          method: 'POST',
          body: formData,
          signal: AbortSignal.timeout(SIDECAR_REQUEST_TIMEOUT_MS),
        },
      )

      if (!response.ok) {
        const errorText = await response.text()
        throw new D3ROError(
          ErrorCode.STTTranscriptionFailed,
          `전사 실패 (HTTP ${response.status}): ${errorText}`,
        )
      }

      const data = (await response.json()) as TranscribeResponse
      const processingTime = Date.now() - startTime

      const result: TranscriptionResult = {
        text: data.text,
        segments: data.segments.map((seg) => ({
          text: seg.text,
          start: seg.start,
          end: seg.end,
          confidence: Math.exp(seg.avg_logprob),
        })),
        language: data.language,
        duration: data.duration,
        processingTime,
      }

      // 중간 결과 이벤트 (isFinal=true)
      this.emit('transcription-delta', { text: result.text, isFinal: true })
      this.emit('transcription-complete', { result })

      this._setState(STTState.Ready)

      logger.info(
        `전사 완료: "${result.text.substring(0, 50)}..." (${processingTime}ms, lang=${result.language})`,
      )

      return result
    } catch (err) {
      this._setState(STTState.Ready) // 에러 후에도 Ready 복귀 (sidecar가 살아있으면)

      if (err instanceof D3ROError) {
        throw err
      }

      const message = err instanceof Error ? err.message : String(err)

      // 타임아웃 구분
      if (message.includes('abort') || message.includes('timeout')) {
        throw new D3ROError(
          ErrorCode.STTTranscriptionTimeout,
          `전사 타임아웃: ${message}`,
        )
      }

      throw new D3ROError(
        ErrorCode.STTTranscriptionFailed,
        `전사 실패: ${message}`,
      )
    }
  }

  // ── Sidecar Crash 처리 ──

  private _handleSidecarCrash(): void {
    if (this._disposed) return

    this._restartCount++
    logger.warn(`Sidecar crash 감지, 재시작 시도 ${this._restartCount}/${MAX_RESTART_COUNT}`)

    if (this._restartCount > MAX_RESTART_COUNT) {
      const err = new D3ROError(
        ErrorCode.STTSidecarCrashed,
        `Sidecar가 ${MAX_RESTART_COUNT}회 crash 후 재시작 포기`,
      )
      this._setState(STTState.Error)
      this._emitError(err)

      // pending promise reject
      if (this._pendingReject) {
        this._pendingReject(err)
        this._pendingResolve = null
        this._pendingReject = null
      }
      return
    }

    // 비동기 재시작
    const modelToReload = this._currentModelId
    this._currentModelId = null
    this._modelReady = false

    // setTimeout으로 이벤트 루프에 양보
    setTimeout(() => {
      if (this._disposed) return
      this.initialize(modelToReload ?? undefined).catch((err: unknown) => {
        logger.error(
          `Sidecar 재시작 실패: ${err instanceof Error ? err.message : String(err)}`,
        )
      })
    }, 1000 * this._restartCount) // 점진적 백오프
  }

  private async _shutdownSidecar(): Promise<void> {
    if (!this._sidecarProcess || this._sidecarProcess.exitCode !== null) {
      this._sidecarProcess = null
      return
    }

    logger.info('Sidecar 종료 요청')

    try {
      // POST /shutdown 요청
      await fetch(`http://localhost:${this._port}/shutdown`, {
        method: 'POST',
        signal: AbortSignal.timeout(3000),
      })
    } catch {
      // 이미 종료되었거나 통신 불가 — 무시
    }

    // 프로세스가 아직 살아있으면 강제 종료
    if (this._sidecarProcess && this._sidecarProcess.exitCode === null) {
      logger.warn('Sidecar graceful shutdown 실패, SIGKILL 전송')
      this._sidecarProcess.kill('SIGKILL')
    }

    this._sidecarProcess = null
  }

  // ── 내부 유틸 ──

  private _setState(newState: STTState): void {
    if (this._state === newState) return
    const prev = this._state
    this._state = newState
    logger.debug(`STTState: ${prev} -> ${newState}`)
  }

  private _emitError(error: D3ROError): void {
    if (this._errorEmitted) return
    this._errorEmitted = true
    this.emit('error', { error })
    logger.error(`STT 에러: [${error.code}] ${error.message}`)
  }

  private _sleep(ms: number): Promise<void> {
    return new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, ms))
  }

  // ── 타입 안전한 이벤트 메서드 오버라이드 ──

  override emit<K extends keyof LocalSTTEvents>(
    event: K,
    payload: LocalSTTEvents[K],
  ): boolean {
    return super.emit(event, payload)
  }

  override on<K extends keyof LocalSTTEvents>(
    event: K,
    listener: (payload: LocalSTTEvents[K]) => void,
  ): this {
    return super.on(event, listener)
  }

  override off<K extends keyof LocalSTTEvents>(
    event: K,
    listener: (payload: LocalSTTEvents[K]) => void,
  ): this {
    return super.off(event, listener)
  }
}

// ── 싱글톤 ──

let instance: LocalSTTService | null = null

export function getLocalSTTService(): LocalSTTService {
  if (!instance) {
    instance = new LocalSTTService()
  }
  return instance
}

export { LocalSTTService, STTState }