海康摄像头取流示例初始签入

SHH.CameraSdk/Core/Resilience/CameraCoordinator.cs

@@ -0,0 +1,231 @@
+using System.Net.NetworkInformation;
+using System.Net.Sockets;
+
+namespace SHH.CameraSdk;
+
+/// <summary>
+/// [调度协调层] 视频自愈调度器 (V3.3.4 流量削峰版)
+/// 核心职责：监控所有相机设备的运行状态，实现断线自动重连、僵死状态复位，保障视频流稳定
+/// 核心修复：
+/// <para>1. [Bug τ] 线程池保护：引入并发节流阀，限制同时重连/探测的任务数，防止线程池饥饿</para>
+/// </summary>
+public class CameraCoordinator
+{
+    #region --- 私有资源与配置 (Private Resources & Configurations) ---
+
+    /// <summary> 已注册的相机设备集合（线程安全，支持并发添加与遍历） </summary>
+    private readonly ConcurrentBag<BaseVideoSource> _cameras = new();
+
+    /// <summary> 全局登录单行道锁 </summary>
+    /// <remarks> 限制同一时刻仅允许一个相机执行登录操作，避免 SDK 登录冲突 </remarks>
+    private readonly SemaphoreSlim _sdkLoginLock = new(1, 1);
+
+    /// <summary> 并发节流阀：限制同时进行探测/重连的任务数 </summary>
+    /// <remarks> 最大并发数 8，避免百路相机同时重连导致 CPU 峰值过高、UI 卡顿 </remarks>
+    private readonly SemaphoreSlim _concurrencyLimiter = new(8);
+
+    /// <summary> 相机流存活判定阈值（秒）：超过该时间无帧则判定为流中断 </summary>
+    private const int StreamAliveThresholdSeconds = 5;
+
+    /// <summary> Ping 探测超时时间（毫秒） </summary>
+    private const int PingTimeoutMs = 800;
+
+    /// <summary> TCP 探测超时时间（毫秒） </summary>
+    private const int TcpTimeoutMs = 1000;
+
+    /// <summary> 调度循环间隔（毫秒）：每 5 秒执行一次全量设备状态校验 </summary>
+    private const int CoordinationLoopIntervalMs = 5000;
+
+    #endregion
+
+    #region --- 相机注册 (Camera Registration) ---
+
+    /// <summary>
+    /// 注册相机设备到调度器
+    /// 功能：将相机纳入全局状态监控与自愈管理
+    /// </summary>
+    /// <param name="camera">待注册的相机设备实例</param>
+    public void Register(BaseVideoSource camera) => _cameras.Add(camera);
+
+    #endregion
+
+    #region --- 核心调度循环 (Core Coordination Loop) ---
+
+    /// <summary>
+    /// 启动调度协调循环（长期运行任务）
+    /// 功能：周期性校验所有相机状态，执行自愈逻辑，支持取消
+    /// </summary>
+    /// <param name="token">取消令牌：用于终止调度循环</param>
+    public async Task RunCoordinationLoopAsync(CancellationToken token)
+    {
+        while (!token.IsCancellationRequested)
+        {
+            try
+            {
+                // 削峰填谷式调度：通过并发节流阀控制任务并发数
+                var tasks = _cameras.Select(async cam =>
+                {
+                    // 申请“重连/探测许可证”，无可用许可时阻塞等待
+                    await _concurrencyLimiter.WaitAsync(token).ConfigureAwait(false);
+                    try
+                    {
+                        // 安全执行状态调和（隔离单个相机的异常）
+                        await SafeReconcileAsync(cam, token).ConfigureAwait(false);
+                    }
+                    finally
+                    {
+                        // 释放许可，允许其他相机执行任务
+                        _concurrencyLimiter.Release();
+                    }
+                });
+
+                // 等待所有相机的调和任务完成
+                await Task.WhenAll(tasks).ConfigureAwait(false);
+            }
+            catch (OperationCanceledException)
+            {
+                // 收到取消信号，退出循环
+                break;
+            }
+            catch (Exception ex)
+            {
+                // 捕获调度层全局异常，避免循环终止
+                Console.WriteLine($"[CoordinatorCritical] 调度循环异常: {ex.Message}");
+            }
+
+            try
+            {
+                // 等待下一个调度周期（支持响应取消）
+                await Task.Delay(CoordinationLoopIntervalMs, token).ConfigureAwait(false);
+            }
+            catch
+            {
+                // 延迟过程中收到取消信号，退出循环
+                break;
+            }
+        }
+    }
+
+    #endregion
+
+    #region --- 安全调和包装 (Safe Reconciliation Wrapper) ---
+
+    /// <summary>
+    /// 安全执行相机状态调和
+    /// 功能：隔离单个相机的异常，避免影响其他相机的调和逻辑
+    /// </summary>
+    /// <param name="cam">待调和的相机设备</param>
+    /// <param name="token">取消令牌</param>
+    private async Task SafeReconcileAsync(BaseVideoSource cam, CancellationToken token)
+    {
+        try
+        {
+            await ReconcileAsync(cam, token).ConfigureAwait(false);
+        }
+        catch
+        {
+            // 吞没单个相机的异常，确保其他相机正常调度
+        }
+    }
+
+    #endregion
+
+    #region --- 状态调和逻辑 (Reconciliation Logic) ---
+
+    /// <summary>
+    /// 相机状态调和（核心自愈逻辑）
+    /// 功能：校验相机物理连接、流状态，执行启动/停止/复位操作，确保状态一致性
+    /// </summary>
+    /// <param name="cam">待调和的相机设备</param>
+    /// <param name="token">取消令牌</param>
+    private async Task ReconcileAsync(BaseVideoSource cam, CancellationToken token)
+    {
+        // 1. 计算距离上次收到帧的时间（秒）
+        long nowTick = Environment.TickCount64;
+        double secondsSinceLastFrame = (nowTick - cam.LastFrameTick) / 1000.0;
+
+        // 2. 判定流是否正常：设备在线 + 5秒内有帧
+        bool isFlowing = cam.IsOnline && secondsSinceLastFrame < StreamAliveThresholdSeconds;
+
+        // 3. 判定物理连接是否正常：流正常则直接判定在线；否则执行 Ping+TCP 探测
+        bool isPhysicalOk = isFlowing ? true : await ProbeHardwareAsync(cam).ConfigureAwait(false);
+
+        // 4. 状态调和决策：根据物理状态与设备状态的差异执行对应操作
+        if (isPhysicalOk && !cam.IsOnline && cam.IsRunning)
+        {
+            // 物理在线 + 设备离线 + 需运行 → 执行启动（加登录锁防止冲突）
+            bool lockTaken = false;
+            try
+            {
+                await _sdkLoginLock.WaitAsync(token).ConfigureAwait(false);
+                lockTaken = true;
+                // 双重校验：防止等待锁期间状态已变更
+                if (!cam.IsOnline)
+                {
+                    await cam.StartAsync().ConfigureAwait(false);
+                }
+            }
+            finally
+            {
+                if (lockTaken)
+                {
+                    _sdkLoginLock.Release();
+                }
+            }
+        }
+        else if (!isPhysicalOk && cam.IsOnline)
+        {
+            // 物理离线 + 设备在线 → 执行停止
+            await cam.StopAsync().ConfigureAwait(false);
+        }
+        else if (isPhysicalOk && cam.IsOnline && !isFlowing)
+        {
+            // 物理在线 + 设备在线 + 流中断 → 判定为僵死，执行复位
+            Console.WriteLine($"[自愈] 设备 {cam.Id} 僵死（{secondsSinceLastFrame:F1}秒无帧），复位中...");
+            await cam.StopAsync().ConfigureAwait(false);
+        }
+    }
+
+    #endregion
+
+    #region --- 硬件探测 (Hardware Probing) ---
+
+    /// <summary>
+    /// 硬件连接探测：通过 Ping + TCP 双探测判定设备物理可达性
+    /// </summary>
+    /// <param name="cam">待探测的相机设备</param>
+    /// <returns>物理可达返回 true，否则返回 false</returns>
+    private async Task<bool> ProbeHardwareAsync(BaseVideoSource cam)
+    {
+        // 1. 优先执行 Ping 探测（快速判定网络连通性）
+        try
+        {
+            using var ping = new Ping();
+            PingReply reply = await ping.SendPingAsync(cam.Config.IpAddress, PingTimeoutMs).ConfigureAwait(false);
+            if (reply.Status == IPStatus.Success)
+            {
+                return true;
+            }
+        }
+        catch
+        {
+            // Ping 探测失败，执行 TCP 探测兜底
+        }
+
+        // 2. TCP 探测：尝试连接设备端口（更精准的服务可达性判定）
+        try
+        {
+            using var tcpClient = new TcpClient();
+            using var cts = new CancellationTokenSource(TcpTimeoutMs);
+            await tcpClient.ConnectAsync(cam.Config.IpAddress, cam.Config.Port, cts.Token).ConfigureAwait(false);
+            return true;
+        }
+        catch
+        {
+            // TCP 探测失败，判定为物理不可达
+            return false;
+        }
+    }
+
+    #endregion
+}