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83c3d65e38 more javadoc - dashboard, des, logging 2025-12-07 19:57:40 +00:00
a8ce95e08c Refactor and enhance documentation across multiple classes (Analysis through DashboardStatistics) 2025-12-07 19:33:40 +00:00
a2f9e725de feat: Implement batch performance analysis dialog and routing policies
- Added BatchAnalysisDialog for running multiple simulations and generating reports.
- Implemented LeastCongestedRouteSelector for dynamic routing based on congestion levels.
- Created RandomRouteSelector for baseline random routing strategy.
- Developed ShortestPathRouteSelector to select routes based on the shortest path.
- Defined RouteSelector interface to standardize routing policy implementations.
- Introduced RoutingPolicy enum to manage available routing strategies.
2025-12-07 00:35:06 +00:00
92ff883d4c fixed dash formatting 2025-12-06 00:59:09 +00:00
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.gitignore vendored
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@@ -53,4 +53,7 @@ build/
*.pdf *.pdf
# JAR built pom file # JAR built pom file
dependency-reduced-pom.xml dependency-reduced-pom.xml
# Python env
venv/

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@@ -0,0 +1,6 @@
Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão,TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema
1,1784,877,49.16,64.58,61.43,32.29,129.16
2,1782,363,20.37,53.77,51.01,26.88,107.53
3,1786,883,49.44,53.09,50.08,26.54,106.17
4,1845,179,9.70,63.92,60.27,31.96,127.84
5,1872,953,50.91,65.41,62.16,32.70,130.81
1 Execução VeículosGerados VeículosCompletados TaxaConclusão TempoMédioSistema TempoMédioEspera TempoMínimoSistema TempoMáximoSistema
2 1 1784 877 49.16 64.58 61.43 32.29 129.16
3 2 1782 363 20.37 53.77 51.01 26.88 107.53
4 3 1786 883 49.44 53.09 50.08 26.54 106.17
5 4 1845 179 9.70 63.92 60.27 31.96 127.84
6 5 1872 953 50.91 65.41 62.16 32.70 130.81

View File

@@ -0,0 +1,215 @@
================================================================================
ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO
================================================================================
Configuração: simulation-high.properties
Número de Execuções: 5
Data da Análise: 2025-12-07 00:11:13
--------------------------------------------------------------------------------
MÉTRICAS GLOBAIS
--------------------------------------------------------------------------------
Veículos Gerados:
Média: 1813.80 Desvio Padrão: 41.93
Mediana: 1786.00 IC 95%: [1754.13, 1873.47]
Mín: 1782.00 Máx: 1872.00
Veículos Completados:
Média: 651.00 Desvio Padrão: 354.20
Mediana: 877.00 IC 95%: [146.96, 1155.04]
Mín: 179.00 Máx: 953.00
Taxa de Conclusão (%):
Média: 35.92 Desvio Padrão: 19.44
Mediana: 49.16 IC 95%: [8.25, 63.58]
Mín: 9.70 Máx: 50.91
Tempo Médio no Sistema (segundos):
Média: 60.15 Desvio Padrão: 6.17
Mediana: 63.92 IC 95%: [51.38, 68.93]
Mín: 53.09 Máx: 65.41
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 56.99 Desvio Padrão: 5.93
Mediana: 60.27 IC 95%: [48.55, 65.43]
Mín: 50.08 Máx: 62.16
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO
--------------------------------------------------------------------------------
--- BIKE ---
Contagem de Veículos:
Média: 135.40 Desvio Padrão: 77.66
Mediana: 167.00 IC 95%: [24.89, 245.91]
Mín: 37.00 Máx: 211.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 55.15 Desvio Padrão: 12.01
Mediana: 54.23 IC 95%: [38.07, 72.24]
Mín: 43.41 Máx: 74.99
--- LIGHT ---
Contagem de Veículos:
Média: 395.00 Desvio Padrão: 207.62
Mediana: 540.00 IC 95%: [99.55, 690.45]
Mín: 107.00 Máx: 548.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 59.79 Desvio Padrão: 7.28
Mediana: 61.58 IC 95%: [49.43, 70.15]
Mín: 50.81 Máx: 69.26
--- HEAVY ---
Contagem de Veículos:
Média: 120.60 Desvio Padrão: 72.95
Mediana: 142.00 IC 95%: [16.79, 224.41]
Mín: 35.00 Máx: 202.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 49.20 Desvio Padrão: 8.62
Mediana: 50.31 IC 95%: [36.94, 61.46]
Mín: 35.51 Máx: 58.20
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR INTERSEÇÃO
--------------------------------------------------------------------------------
--- Cr1 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 3.20 Desvio Padrão: 5.54
Mediana: 1.00 IC 95%: [-4.68, 11.08]
Mín: 0.00 Máx: 13.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 3.20 Desvio Padrão: 5.54
Mediana: 1.00 IC 95%: [-4.68, 11.08]
Mín: 0.00 Máx: 13.00
Veículos Processados:
Média: 378.40 Desvio Padrão: 252.94
Mediana: 512.00 IC 95%: [18.46, 738.34]
Mín: 58.00 Máx: 600.00
--- Cr2 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 390.40 Desvio Padrão: 223.14
Mediana: 409.00 IC 95%: [72.87, 707.93]
Mín: 59.00 Máx: 599.00
--- Cr3 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 6.20 Desvio Padrão: 8.67
Mediana: 0.00 IC 95%: [-6.14, 18.54]
Mín: 0.00 Máx: 18.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 6.20 Desvio Padrão: 8.67
Mediana: 0.00 IC 95%: [-6.14, 18.54]
Mín: 0.00 Máx: 18.00
Veículos Processados:
Média: 339.00 Desvio Padrão: 239.34
Mediana: 416.00 IC 95%: [-1.59, 679.59]
Mín: 57.00 Máx: 622.00
--- Cr4 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 0.89
Mediana: 0.00 IC 95%: [-0.67, 1.87]
Mín: 0.00 Máx: 2.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 0.89
Mediana: 0.00 IC 95%: [-0.67, 1.87]
Mín: 0.00 Máx: 2.00
Veículos Processados:
Média: 123.40 Desvio Padrão: 116.13
Mediana: 109.00 IC 95%: [-41.85, 288.65]
Mín: 21.00 Máx: 316.00
--- Cr5 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 2.40 Desvio Padrão: 1.14
Mediana: 2.00 IC 95%: [0.78, 4.02]
Mín: 1.00 Máx: 4.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 2.40 Desvio Padrão: 1.14
Mediana: 2.00 IC 95%: [0.78, 4.02]
Mín: 1.00 Máx: 4.00
Veículos Processados:
Média: 200.80 Desvio Padrão: 114.19
Mediana: 261.00 IC 95%: [38.31, 363.29]
Mín: 70.00 Máx: 305.00
--- ExitNode ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 651.00 Desvio Padrão: 354.20
Mediana: 877.00 IC 95%: [146.96, 1155.04]
Mín: 179.00 Máx: 953.00
--------------------------------------------------------------------------------
RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES
--------------------------------------------------------------------------------
Execução #1 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1784, Completados: 877 (49.2%)
Tempo Médio no Sistema: 64.58s
Tempo Médio de Espera: 61.43s
Execução #2 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1782, Completados: 363 (20.4%)
Tempo Médio no Sistema: 53.77s
Tempo Médio de Espera: 51.01s
Execução #3 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1786, Completados: 883 (49.4%)
Tempo Médio no Sistema: 53.09s
Tempo Médio de Espera: 50.08s
Execução #4 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1845, Completados: 179 (9.7%)
Tempo Médio no Sistema: 63.92s
Tempo Médio de Espera: 60.27s
Execução #5 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1872, Completados: 953 (50.9%)
Tempo Médio no Sistema: 65.41s
Tempo Médio de Espera: 62.16s
================================================================================
FIM DO RELATÓRIO
================================================================================

View File

@@ -0,0 +1,6 @@
Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão,TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema
1,371,187,50.40,42.28,38.65,21.14,84.57
2,361,263,72.85,29.15,25.29,14.57,58.30
3,368,197,53.53,38.02,33.95,19.01,76.04
4,350,239,68.29,32.38,28.36,16.19,64.75
5,373,212,56.84,23.36,19.96,11.68,46.73
1 Execução VeículosGerados VeículosCompletados TaxaConclusão TempoMédioSistema TempoMédioEspera TempoMínimoSistema TempoMáximoSistema
2 1 371 187 50.40 42.28 38.65 21.14 84.57
3 2 361 263 72.85 29.15 25.29 14.57 58.30
4 3 368 197 53.53 38.02 33.95 19.01 76.04
5 4 350 239 68.29 32.38 28.36 16.19 64.75
6 5 373 212 56.84 23.36 19.96 11.68 46.73

View File

@@ -0,0 +1,209 @@
================================================================================
ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO
================================================================================
Configuração: simulation-low.properties
Número de Execuções: 5
Data da Análise: 2025-12-07 00:09:57
--------------------------------------------------------------------------------
MÉTRICAS GLOBAIS
--------------------------------------------------------------------------------
Veículos Gerados:
Média: 364.60 Desvio Padrão: 9.34
Mediana: 368.00 IC 95%: [351.30, 377.90]
Mín: 350.00 Máx: 373.00
Veículos Completados:
Média: 219.60 Desvio Padrão: 31.19
Mediana: 212.00 IC 95%: [175.22, 263.98]
Mín: 187.00 Máx: 263.00
Taxa de Conclusão (%):
Média: 60.38 Desvio Padrão: 9.71
Mediana: 56.84 IC 95%: [46.57, 74.20]
Mín: 50.40 Máx: 72.85
Tempo Médio no Sistema (segundos):
Média: 33.04 Desvio Padrão: 7.41
Mediana: 32.38 IC 95%: [22.50, 43.58]
Mín: 23.36 Máx: 42.28
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 29.24 Desvio Padrão: 7.30
Mediana: 28.36 IC 95%: [18.85, 39.63]
Mín: 19.96 Máx: 38.65
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO
--------------------------------------------------------------------------------
--- BIKE ---
Contagem de Veículos:
Média: 41.00 Desvio Padrão: 6.96
Mediana: 43.00 IC 95%: [31.09, 50.91]
Mín: 33.00 Máx: 50.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 25.91 Desvio Padrão: 3.91
Mediana: 26.98 IC 95%: [20.35, 31.47]
Mín: 19.60 Máx: 30.06
--- LIGHT ---
Contagem de Veículos:
Média: 134.00 Desvio Padrão: 24.07
Mediana: 130.00 IC 95%: [99.74, 168.26]
Mín: 104.00 Máx: 167.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 29.34 Desvio Padrão: 6.83
Mediana: 27.89 IC 95%: [19.62, 39.06]
Mín: 20.73 Máx: 36.42
--- HEAVY ---
Contagem de Veículos:
Média: 44.60 Desvio Padrão: 3.44
Mediana: 46.00 IC 95%: [39.71, 49.49]
Mín: 40.00 Máx: 48.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 32.11 Desvio Padrão: 15.90
Mediana: 30.74 IC 95%: [9.48, 54.74]
Mín: 18.09 Máx: 58.73
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR INTERSEÇÃO
--------------------------------------------------------------------------------
--- Cr1 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 63.80 Desvio Padrão: 17.25
Mediana: 57.00 IC 95%: [39.25, 88.35]
Mín: 48.00 Máx: 91.00
--- Cr2 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.80 Desvio Padrão: 1.79
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.75, 3.35]
Mín: 0.00 Máx: 4.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.80 Desvio Padrão: 1.79
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.75, 3.35]
Mín: 0.00 Máx: 4.00
Veículos Processados:
Média: 56.20 Desvio Padrão: 18.51
Mediana: 50.00 IC 95%: [29.86, 82.54]
Mín: 35.00 Máx: 78.00
--- Cr3 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 1.00 Desvio Padrão: 1.41
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.01, 3.01]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 1.00 Desvio Padrão: 1.41
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.01, 3.01]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 63.20 Desvio Padrão: 23.97
Mediana: 56.00 IC 95%: [29.09, 97.31]
Mín: 41.00 Máx: 104.00
--- Cr4 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 1.80 Desvio Padrão: 2.49
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.74, 5.34]
Mín: 0.00 Máx: 5.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 1.80 Desvio Padrão: 2.49
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.74, 5.34]
Mín: 0.00 Máx: 5.00
Veículos Processados:
Média: 51.00 Desvio Padrão: 16.05
Mediana: 53.00 IC 95%: [28.16, 73.84]
Mín: 31.00 Máx: 70.00
--- Cr5 ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 86.60 Desvio Padrão: 34.20
Mediana: 65.00 IC 95%: [37.94, 135.26]
Mín: 62.00 Máx: 139.00
--- ExitNode ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 219.60 Desvio Padrão: 31.19
Mediana: 212.00 IC 95%: [175.22, 263.98]
Mín: 187.00 Máx: 263.00
--------------------------------------------------------------------------------
RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES
--------------------------------------------------------------------------------
Execução #1 [simulation-low.properties]:
Gerados: 371, Completados: 187 (50.4%)
Tempo Médio no Sistema: 42.28s
Tempo Médio de Espera: 38.65s
Execução #2 [simulation-low.properties]:
Gerados: 361, Completados: 263 (72.9%)
Tempo Médio no Sistema: 29.15s
Tempo Médio de Espera: 25.29s
Execução #3 [simulation-low.properties]:
Gerados: 368, Completados: 197 (53.5%)
Tempo Médio no Sistema: 38.02s
Tempo Médio de Espera: 33.95s
Execução #4 [simulation-low.properties]:
Gerados: 350, Completados: 239 (68.3%)
Tempo Médio no Sistema: 32.38s
Tempo Médio de Espera: 28.36s
Execução #5 [simulation-low.properties]:
Gerados: 373, Completados: 212 (56.8%)
Tempo Médio no Sistema: 23.36s
Tempo Médio de Espera: 19.96s
================================================================================
FIM DO RELATÓRIO
================================================================================

View File

@@ -0,0 +1,6 @@
Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão,TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema
1,950,416,43.79,49.34,45.70,24.67,98.68
2,886,480,54.18,35.08,31.69,17.54,70.16
3,954,535,56.08,43.76,40.30,21.88,87.51
4,948,354,37.34,41.68,37.96,20.84,83.37
5,898,312,34.74,52.56,49.26,26.28,105.13
1 Execução VeículosGerados VeículosCompletados TaxaConclusão TempoMédioSistema TempoMédioEspera TempoMínimoSistema TempoMáximoSistema
2 1 950 416 43.79 49.34 45.70 24.67 98.68
3 2 886 480 54.18 35.08 31.69 17.54 70.16
4 3 954 535 56.08 43.76 40.30 21.88 87.51
5 4 948 354 37.34 41.68 37.96 20.84 83.37
6 5 898 312 34.74 52.56 49.26 26.28 105.13

View File

@@ -0,0 +1,203 @@
================================================================================
ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO
================================================================================
Configuração: simulation-medium.properties
Número de Execuções: 5
Data da Análise: 2025-12-07 00:10:34
--------------------------------------------------------------------------------
MÉTRICAS GLOBAIS
--------------------------------------------------------------------------------
Veículos Gerados:
Média: 927.20 Desvio Padrão: 32.48
Mediana: 948.00 IC 95%: [880.97, 973.43]
Mín: 886.00 Máx: 954.00
Veículos Completados:
Média: 419.40 Desvio Padrão: 90.64
Mediana: 416.00 IC 95%: [290.42, 548.38]
Mín: 312.00 Máx: 535.00
Taxa de Conclusão (%):
Média: 45.23 Desvio Padrão: 9.64
Mediana: 43.79 IC 95%: [31.50, 58.95]
Mín: 34.74 Máx: 56.08
Tempo Médio no Sistema (segundos):
Média: 44.48 Desvio Padrão: 6.81
Mediana: 43.76 IC 95%: [34.79, 54.18]
Mín: 35.08 Máx: 52.56
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 40.98 Desvio Padrão: 6.83
Mediana: 40.30 IC 95%: [31.26, 50.71]
Mín: 31.69 Máx: 49.26
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO
--------------------------------------------------------------------------------
--- BIKE ---
Contagem de Veículos:
Média: 75.80 Desvio Padrão: 15.96
Mediana: 71.00 IC 95%: [53.09, 98.51]
Mín: 56.00 Máx: 95.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 42.34 Desvio Padrão: 10.81
Mediana: 39.70 IC 95%: [26.96, 57.72]
Mín: 31.96 Máx: 55.19
--- LIGHT ---
Contagem de Veículos:
Média: 263.20 Desvio Padrão: 58.29
Mediana: 265.00 IC 95%: [180.25, 346.15]
Mín: 204.00 Máx: 344.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 39.13 Desvio Padrão: 6.35
Mediana: 38.08 IC 95%: [30.09, 48.17]
Mín: 30.47 Máx: 47.99
--- HEAVY ---
Contagem de Veículos:
Média: 80.40 Desvio Padrão: 19.11
Mediana: 80.00 IC 95%: [53.20, 107.60]
Mín: 52.00 Máx: 102.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 48.02 Desvio Padrão: 30.99
Mediana: 34.44 IC 95%: [3.92, 92.11]
Mín: 32.46 Máx: 103.40
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR INTERSEÇÃO
--------------------------------------------------------------------------------
--- Cr1 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 5.60 Desvio Padrão: 11.44
Mediana: 0.00 IC 95%: [-10.67, 21.87]
Mín: 0.00 Máx: 26.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 5.60 Desvio Padrão: 11.44
Mediana: 0.00 IC 95%: [-10.67, 21.87]
Mín: 0.00 Máx: 26.00
Veículos Processados:
Média: 156.00 Desvio Padrão: 122.81
Mediana: 98.00 IC 95%: [-18.76, 330.76]
Mín: 35.00 Máx: 306.00
--- Cr2 ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 172.00 Desvio Padrão: 121.88
Mediana: 116.00 IC 95%: [-1.44, 345.44]
Mín: 66.00 Máx: 322.00
--- Cr3 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 168.40 Desvio Padrão: 133.38
Mediana: 121.00 IC 95%: [-21.40, 358.20]
Mín: 48.00 Máx: 326.00
--- Cr4 ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 71.80 Desvio Padrão: 20.39
Mediana: 77.00 IC 95%: [42.79, 100.81]
Mín: 38.00 Máx: 92.00
--- Cr5 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 3.60 Desvio Padrão: 3.85
Mediana: 2.00 IC 95%: [-1.87, 9.07]
Mín: 0.00 Máx: 10.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 3.60 Desvio Padrão: 3.85
Mediana: 2.00 IC 95%: [-1.87, 9.07]
Mín: 0.00 Máx: 10.00
Veículos Processados:
Média: 150.60 Desvio Padrão: 43.37
Mediana: 126.00 IC 95%: [88.88, 212.32]
Mín: 116.00 Máx: 209.00
--- ExitNode ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 419.40 Desvio Padrão: 90.64
Mediana: 416.00 IC 95%: [290.42, 548.38]
Mín: 312.00 Máx: 535.00
--------------------------------------------------------------------------------
RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES
--------------------------------------------------------------------------------
Execução #1 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 950, Completados: 416 (43.8%)
Tempo Médio no Sistema: 49.34s
Tempo Médio de Espera: 45.70s
Execução #2 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 886, Completados: 480 (54.2%)
Tempo Médio no Sistema: 35.08s
Tempo Médio de Espera: 31.69s
Execução #3 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 954, Completados: 535 (56.1%)
Tempo Médio no Sistema: 43.76s
Tempo Médio de Espera: 40.30s
Execução #4 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 948, Completados: 354 (37.3%)
Tempo Médio no Sistema: 41.68s
Tempo Médio de Espera: 37.96s
Execução #5 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 898, Completados: 312 (34.7%)
Tempo Médio no Sistema: 52.56s
Tempo Médio de Espera: 49.26s
================================================================================
FIM DO RELATÓRIO
================================================================================

169
main/graphing.py Normal file
View File

@@ -0,0 +1,169 @@
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import glob
import os
# Find CSV files using glob
def load_latest_csv(pattern):
"""Load the most recent CSV file matching the pattern"""
files = glob.glob(pattern)
if not files:
print(f"Warning: No files found matching '{pattern}'")
return None
# Sort by modification time, get the latest
latest_file = max(files, key=os.path.getmtime)
print(f"Loading: {latest_file}")
return pd.read_csv(latest_file)
# Carregar dados
print("Looking for analysis files...")
low = load_latest_csv('analysis/LOW_LOAD_*.csv')
medium = load_latest_csv('analysis/MEDIUM_LOAD_*.csv')
high = load_latest_csv('analysis/HIGH_LOAD_*.csv')
# Check if we have all data
if low is None or medium is None or high is None:
print("\nError: Missing analysis files!")
print("Please run the batch analysis first:")
exit(1)
# Print available columns for debugging
print("\nAvailable columns in LOW_LOAD CSV:")
print(low.columns.tolist())
# Create output directory for graphs
os.makedirs('graphs', exist_ok=True)
# 1. Gráfico: Dwelling Time vs Load
plt.figure(figsize=(10, 6))
dwelling_times = [
low['TempoMédioSistema'].mean(),
medium['TempoMédioSistema'].mean(),
high['TempoMédioSistema'].mean()
]
plt.bar(['Low', 'Medium', 'High'], dwelling_times, color=['green', 'orange', 'red'])
plt.ylabel('Average Dwelling Time (s)')
plt.title('System Performance vs Load')
plt.xlabel('Load Scenario')
plt.grid(axis='y', alpha=0.3)
for i, v in enumerate(dwelling_times):
plt.text(i, v + 1, f'{v:.2f}s', ha='center', va='bottom')
plt.savefig('graphs/dwelling_time_comparison.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("\nGraph saved: graphs/dwelling_time_comparison.png")
plt.close()
# 2. Gráfico: Completion Rate vs Load
plt.figure(figsize=(10, 6))
completion_rates = [
low['TaxaConclusão'].mean(),
medium['TaxaConclusão'].mean(),
high['TaxaConclusão'].mean()
]
plt.bar(['Low', 'Medium', 'High'], completion_rates, color=['green', 'orange', 'red'])
plt.ylabel('Completion Rate (%)')
plt.title('Vehicle Completion Rate vs Load')
plt.xlabel('Load Scenario')
plt.grid(axis='y', alpha=0.3)
plt.ylim(0, 100)
for i, v in enumerate(completion_rates):
plt.text(i, v + 2, f'{v:.1f}%', ha='center', va='bottom')
plt.savefig('graphs/completion_rate_comparison.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("Graph saved: graphs/completion_rate_comparison.png")
plt.close()
# 3. Gráfico: Waiting Time vs Load
plt.figure(figsize=(10, 6))
waiting_times = [
low['TempoMédioEspera'].mean(),
medium['TempoMédioEspera'].mean(),
high['TempoMédioEspera'].mean()
]
plt.bar(['Low', 'Medium', 'High'], waiting_times, color=['green', 'orange', 'red'])
plt.ylabel('Average Waiting Time (s)')
plt.title('Average Waiting Time vs Load')
plt.xlabel('Load Scenario')
plt.grid(axis='y', alpha=0.3)
for i, v in enumerate(waiting_times):
plt.text(i, v + 1, f'{v:.2f}s', ha='center', va='bottom')
plt.savefig('graphs/waiting_time_comparison.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("Graph saved: graphs/waiting_time_comparison.png")
plt.close()
# 4. Gráfico: Summary Statistics
fig, ((ax1, ax2), (ax3, ax4)) = plt.subplots(2, 2, figsize=(14, 10))
loads = ['Low', 'Medium', 'High']
# Vehicles generated
ax1.bar(loads, [low['VeículosGerados'].mean(), medium['VeículosGerados'].mean(), high['VeículosGerados'].mean()], color=['green', 'orange', 'red'])
ax1.set_title('Vehicles Generated')
ax1.set_ylabel('Count')
ax1.grid(axis='y', alpha=0.3)
# Vehicles completed
ax2.bar(loads, [low['VeículosCompletados'].mean(), medium['VeículosCompletados'].mean(), high['VeículosCompletados'].mean()], color=['green', 'orange', 'red'])
ax2.set_title('Vehicles Completed')
ax2.set_ylabel('Count')
ax2.grid(axis='y', alpha=0.3)
# Min/Max dwelling time
x = range(3)
width = 0.35
ax3.bar([i - width/2 for i in x], [low['TempoMínimoSistema'].mean(), medium['TempoMínimoSistema'].mean(), high['TempoMínimoSistema'].mean()], width, label='Min', color='lightblue')
ax3.bar([i + width/2 for i in x], [low['TempoMáximoSistema'].mean(), medium['TempoMáximoSistema'].mean(), high['TempoMáximoSistema'].mean()], width, label='Max', color='darkblue')
ax3.set_title('Min/Max Dwelling Time')
ax3.set_ylabel('Time (s)')
ax3.set_xticks(x)
ax3.set_xticklabels(loads)
ax3.legend()
ax3.grid(axis='y', alpha=0.3)
# Performance summary
metrics = ['Dwelling\nTime', 'Waiting\nTime', 'Completion\nRate']
low_vals = [low['TempoMédioSistema'].mean(), low['TempoMédioEspera'].mean(), low['TaxaConclusão'].mean()]
med_vals = [medium['TempoMédioSistema'].mean(), medium['TempoMédioEspera'].mean(), medium['TaxaConclusão'].mean()]
high_vals = [high['TempoMédioSistema'].mean(), high['TempoMédioEspera'].mean(), high['TaxaConclusão'].mean()]
x = range(len(metrics))
width = 0.25
ax4.bar([i - width for i in x], low_vals, width, label='Low', color='green')
ax4.bar(x, med_vals, width, label='Medium', color='orange')
ax4.bar([i + width for i in x], high_vals, width, label='High', color='red')
ax4.set_title('Performance Summary')
ax4.set_xticks(x)
ax4.set_xticklabels(metrics)
ax4.legend()
ax4.grid(axis='y', alpha=0.3)
plt.tight_layout()
plt.savefig('graphs/summary_statistics.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("Graph saved: graphs/summary_statistics.png")
plt.close()
# Print summary statistics
print("\n" + "="*60)
print("SUMMARY STATISTICS")
print("="*60)
print(f"\nLOW LOAD:")
print(f" Avg Dwelling Time: {low['TempoMédioSistema'].mean():.2f}s")
print(f" Avg Waiting Time: {low['TempoMédioEspera'].mean():.2f}s")
print(f" Completion Rate: {low['TaxaConclusão'].mean():.1f}%")
print(f" Vehicles Generated: {low['VeículosGerados'].mean():.0f}")
print(f" Vehicles Completed: {low['VeículosCompletados'].mean():.0f}")
print(f"\nMEDIUM LOAD:")
print(f" Avg Dwelling Time: {medium['TempoMédioSistema'].mean():.2f}s")
print(f" Avg Waiting Time: {medium['TempoMédioEspera'].mean():.2f}s")
print(f" Completion Rate: {medium['TaxaConclusão'].mean():.1f}%")
print(f" Vehicles Generated: {medium['VeículosGerados'].mean():.0f}")
print(f" Vehicles Completed: {medium['VeículosCompletados'].mean():.0f}")
print(f"\nHIGH LOAD:")
print(f" Avg Dwelling Time: {high['TempoMédioSistema'].mean():.2f}s")
print(f" Avg Waiting Time: {high['TempoMédioEspera'].mean():.2f}s")
print(f" Completion Rate: {high['TaxaConclusão'].mean():.1f}%")
print(f" Vehicles Generated: {high['VeículosGerados'].mean():.0f}")
print(f" Vehicles Completed: {high['VeículosCompletados'].mean():.0f}")
print("\n" + "="*60)
print("All graphs saved in 'graphs/' directory!")
print("="*60)

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After

Width:  |  Height:  |  Size: 81 KiB

View File

@@ -27,22 +27,23 @@ import sd.protocol.MessageProtocol;
import sd.protocol.SocketConnection; import sd.protocol.SocketConnection;
/** /**
* Destino final de todos os veículos da simulação (nó de saída S). * Ponto terminal da malha de simulação (Sink Node).
* * <p>
* <p>Opera como sumidouro da rede: * Este processo atua como o sumidouro da rede de filas. A sua função primária é
* <ol> * a <b>coleta de telemetria final</b>. Diferente das interseções, não encaminha veículos;
* <li>Recebe veículos que completaram a viagem * em vez disso, retira-os do sistema, calcula as métricas de latência "end-to-end"
* <li>Regista estatísticas finais (tempo total, espera, travessia) * (tempo no sistema, tempo de espera acumulado) e reporta ao Dashboard.
* <li>Envia métricas ao dashboard em tempo real * <p>
* </ol> * <b>Arquitetura de Concorrência:</b>
* * Utiliza um {@link ServerSocket} multithreaded para aceitar conexões simultâneas de
* <p>Participa no DES rastreando eventos, mas opera principalmente * qualquer interseção de fronteira (Cr1, Cr5, etc.) que envie veículos para fora da malha.
* de forma reativa, aguardando chegadas via socket.
*/ */
public class ExitNodeProcess { public class ExitNodeProcess {
private final SimulationConfig config; private final SimulationConfig config;
private ServerSocket serverSocket; private ServerSocket serverSocket;
/** Pool de threads elástica para tratamento de conexões de entrada. */
private final ExecutorService connectionHandlerPool; private final ExecutorService connectionHandlerPool;
// DES components // DES components
@@ -51,37 +52,37 @@ public class ExitNodeProcess {
private final EventLogger eventLogger; private final EventLogger eventLogger;
private Thread eventProcessorThread; private Thread eventProcessorThread;
/** Flag de controlo (volatile para visibilidade entre threads) */ /** Flag de controlo (volatile para visibilidade entre threads de I/O e lógica). */
private volatile boolean running; private volatile boolean running;
/** Instante de início da simulação (milissegundos) */ /** Instante de início da simulação (milissegundos) sincronizado com o Coordenador. */
private long simulationStartMillis; private long simulationStartMillis;
/** Contador de veículos que completaram a rota */ /** Contador atómico (via synchronized) de throughput total. */
private int totalVehiclesReceived; private int totalVehiclesReceived;
/** Tempo acumulado no sistema de todos os veículos */ /** Tempo acumulado no sistema (System Time) de todos os veículos. */
private double totalSystemTime; private double totalSystemTime;
/** Tempo acumulado em espera de todos os veículos */ /** Tempo acumulado em espera (Waiting Time) de todos os veículos. */
private double totalWaitingTime; private double totalWaitingTime;
/** Tempo acumulado em travessia de todos os veículos */ /** Tempo acumulado em travessia (Service Time) de todos os veículos. */
private double totalCrossingTime; private double totalCrossingTime;
/** Contagem de veículos por tipo */ /** Agregação por categoria de veículo. */
private final Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCount; private final Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCount;
/** Tempo de espera acumulado por tipo de veículo */ /** Latência acumulada por categoria. */
private final Map<VehicleType, Double> vehicleTypeWaitTime; private final Map<VehicleType, Double> vehicleTypeWaitTime;
/** Cliente socket para envio de estatísticas ao dashboard */ /** Cliente TCP persistente para push de métricas ao Dashboard. */
private SocketClient dashboardClient; private SocketClient dashboardClient;
/** /**
* Ponto de entrada do processo. * Bootstrap do processo ExitNode.
* * Carrega configuração, inicializa subsistemas e entra no loop de serviço.
* @param args args[0] (opcional) = caminho do ficheiro de configuração * * @param args Argumentos de CLI (caminho do config).
*/ */
public static void main(String[] args) { public static void main(String[] args) {
System.out.println("=".repeat(60)); System.out.println("=".repeat(60));
@@ -117,13 +118,9 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Configura o Nó de Saída. * Instancia o nó de saída.
* * Prepara os acumuladores estatísticos e a infraestrutura de logging distribuído.
* Inicializamos os nossos contadores, preparamos a pool de threads para tratar * * @param config A configuração global da simulação.
* das ligações de veículos recebidas,
* e configuramos os componentes DES para rastreio de eventos.
*
* @param config A configuração da simulação.
*/ */
public ExitNodeProcess(SimulationConfig config) { public ExitNodeProcess(SimulationConfig config) {
this.config = config; this.config = config;
@@ -157,9 +154,8 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Tenta estabelecer uma ligação ao dashboard. * Estabelece o canal de controlo (Control Plane) com o Dashboard.
* Se for bem-sucedido, poderemos enviar estatísticas em tempo real. Se não, * Essencial para a visualização em tempo real das métricas de saída.
* apenas registamos localmente.
*/ */
public void initialize() { public void initialize() {
System.out.println("Connecting to dashboard..."); System.out.println("Connecting to dashboard...");
@@ -179,10 +175,9 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Starts the DES event processing thread. * Inicia a thread de processamento de eventos DES.
* Currently, ExitNode is primarily reactive (receives vehicles via network), * Embora o ExitNode seja primariamente reativo (Network-driven), o motor DES
* but maintains event queue for potential scheduled events and history * é mantido para consistência de relógio e agendamento de fim de simulação.
* tracking.
*/ */
private void startEventProcessor() { private void startEventProcessor() {
eventProcessorThread = new Thread(() -> { eventProcessorThread = new Thread(() -> {
@@ -218,8 +213,8 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Processes a discrete event based on its type. * Dispatcher de eventos discretos.
* Currently supports VEHICLE_EXIT and SIMULATION_END events. * Trata eventos de fim de simulação. Chegadas de veículos são tratadas via Socket.
*/ */
private void processEvent(SimulationEvent event) { private void processEvent(SimulationEvent event) {
try { try {
@@ -244,7 +239,7 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Handles simulation end event. * Executa a lógica de encerramento desencadeada pelo evento DES.
*/ */
private void handleSimulationEndEvent(SimulationEvent event) { private void handleSimulationEndEvent(SimulationEvent event) {
eventLogger.log(EventType.SIMULATION_STOPPED, "ExitNode", eventLogger.log(EventType.SIMULATION_STOPPED, "ExitNode",
@@ -256,9 +251,8 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Exports the complete event history for the exit node. * Exporta o histórico completo de eventos para auditoria.
* This satisfies the spec requirement: "Deve ser possível verificar a lista * Requisito funcional para verificação de trace.
* completa de eventos"
*/ */
public void exportEventHistory(String outputPath) { public void exportEventHistory(String outputPath) {
String history = eventQueue.exportEventHistory(); String history = eventQueue.exportEventHistory();
@@ -271,9 +265,8 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Schedules a simulation end event at the specified time. * Agenda o fim determinístico da simulação.
* * * @param endTime Tempo virtual de paragem.
* @param endTime The simulation time when the simulation should end
*/ */
public void scheduleSimulationEnd(double endTime) { public void scheduleSimulationEnd(double endTime) {
SimulationEvent endEvent = new SimulationEvent( SimulationEvent endEvent = new SimulationEvent(
@@ -285,22 +278,16 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Abre o socket do servidor e começa a escutar por veículos. * Inicia o servidor TCP em modo de bloqueio (Blocking I/O).
* * @throws IOException Se ocorrer erro no bind da porta.
* Este é o loop principal. Aceitamos ligações das interseções (de onde vêm os
* veículos)
* e passamo-las para a nossa pool de threads para processamento.
*
* @throws IOException Se não conseguirmos fazer bind à porta.
*/ */
public void start() throws IOException { public void start() throws IOException {
start(true); // Default to DES mode start(true); // Default to DES mode
} }
/** /**
* Starts the exit node process. * Inicia o processo com opção de ativar o rastreio DES.
* * * @param useDES Se verdadeiro, ativa a thread do processador de eventos.
* @param useDES If true, starts event processor for DES mode tracking
*/ */
public void start(boolean useDES) throws IOException { public void start(boolean useDES) throws IOException {
int port = config.getExitPort(); int port = config.getExitPort();
@@ -310,15 +297,15 @@ public class ExitNodeProcess {
System.out.println("Exit node started on port " + port); System.out.println("Exit node started on port " + port);
if (useDES) { if (useDES) {
// Note: ExitNode is primarily reactive (network-driven), but maintains
// event queue for simulation end events and history tracking
System.out.println("Running in DES mode (event history tracking enabled)"); System.out.println("Running in DES mode (event history tracking enabled)");
} }
System.out.println("Waiting for vehicles...\\n"); System.out.println("Waiting for vehicles...\\n");
// Loop de aceitação principal
while (running) { while (running) {
try { try {
Socket clientSocket = serverSocket.accept(); Socket clientSocket = serverSocket.accept();
// Delega o processamento da conexão para o Thread Pool
connectionHandlerPool.submit(() -> handleIncomingConnection(clientSocket)); connectionHandlerPool.submit(() -> handleIncomingConnection(clientSocket));
} catch (IOException e) { } catch (IOException e) {
if (running) { if (running) {
@@ -329,12 +316,11 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Trata uma ligação de uma interseção. * Worker method para tratar uma conexão persistente vinda de uma interseção.
* * <p>
* Mantemos a ligação aberta e escutamos por mensagens `VEHICLE_TRANSFER`. * Mantém o socket aberto e consome mensagens num loop até que a conexão seja fechada
* Cada mensagem contém um veículo que acabou de terminar a sua viagem. * pelo remetente. Responsável pela desserialização polimórfica (JSON/Gson).
* * * @param clientSocket O socket conectado.
* @param clientSocket O socket ligado à interseção.
*/ */
private void handleIncomingConnection(Socket clientSocket) { private void handleIncomingConnection(Socket clientSocket) {
String clientAddress = clientSocket.getInetAddress().getHostAddress(); String clientAddress = clientSocket.getInetAddress().getHostAddress();
@@ -350,14 +336,14 @@ public class ExitNodeProcess {
" from " + message.getSourceNode()); " from " + message.getSourceNode());
if (message.getType() == MessageType.SIMULATION_START) { if (message.getType() == MessageType.SIMULATION_START) {
// Coordinator sends start time - use it instead of our local start // Sincronização de relógio com o Coordenador
simulationStartMillis = ((Number) message.getPayload()).longValue(); simulationStartMillis = ((Number) message.getPayload()).longValue();
System.out.println("[Exit] Simulation start time synchronized"); System.out.println("[Exit] Simulation start time synchronized");
} else if (message.getType() == MessageType.VEHICLE_TRANSFER) { } else if (message.getType() == MessageType.VEHICLE_TRANSFER) {
Object payload = message.getPayload(); Object payload = message.getPayload();
System.out.println("[Exit] Payload type: " + payload.getClass().getName()); System.out.println("[Exit] Payload type: " + payload.getClass().getName());
// Handle Gson LinkedHashMap // Tratamento de artefatos de desserialização do Gson (LinkedTreeMap -> POJO)
Vehicle vehicle; Vehicle vehicle;
if (payload instanceof com.google.gson.internal.LinkedTreeMap || if (payload instanceof com.google.gson.internal.LinkedTreeMap ||
payload instanceof java.util.LinkedHashMap) { payload instanceof java.util.LinkedHashMap) {
@@ -390,26 +376,21 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Processa um veículo que acabou de sair do sistema. * Processa atomicamente a saída de um veículo.
* * <p>
* Calculamos quanto tempo demorou, atualizamos as nossas estatísticas globais e * <b>Secção Crítica:</b> Método {@code synchronized} para garantir que a atualização
* notificamos o dashboard. * das estatísticas globais (totalSystemTime, contadores) é atómica, prevenindo
* Este método é sincronizado porque múltiplos veículos podem chegar ao mesmo * Race Conditions quando múltiplos veículos chegam simultaneamente de interseções diferentes.
* tempo. * * @param vehicle O veículo que completou a rota.
*
* @param vehicle O veículo que completou a sua rota.
*/ */
private synchronized void processExitingVehicle(Vehicle vehicle) { private synchronized void processExitingVehicle(Vehicle vehicle) {
totalVehiclesReceived++; totalVehiclesReceived++;
// Use simulation time instead of wall-clock time // Cálculo de métricas finais baseadas no tempo virtual de simulação acumulado no veículo
// System time = total time vehicle spent in system (wait + crossing times)
// This represents the actual simulation time elapsed, not real-time
double waitTime = vehicle.getTotalWaitingTime(); double waitTime = vehicle.getTotalWaitingTime();
double crossingTime = vehicle.getTotalCrossingTime(); double crossingTime = vehicle.getTotalCrossingTime();
double systemTime = waitTime + crossingTime; double systemTime = waitTime + crossingTime;
// Store times in seconds, will be converted to ms when sending to dashboard
totalSystemTime += systemTime; totalSystemTime += systemTime;
totalWaitingTime += waitTime; totalWaitingTime += waitTime;
totalCrossingTime += crossingTime; totalCrossingTime += crossingTime;
@@ -421,23 +402,20 @@ public class ExitNodeProcess {
System.out.printf("[Exit] Vehicle %s completed (type=%s, system_time=%.2fs, wait=%.2fs, crossing=%.2fs)%n", System.out.printf("[Exit] Vehicle %s completed (type=%s, system_time=%.2fs, wait=%.2fs, crossing=%.2fs)%n",
vehicle.getId(), vehicle.getType(), systemTime, waitTime, crossingTime); vehicle.getId(), vehicle.getType(), systemTime, waitTime, crossingTime);
// Log vehicle exit // Logging estruturado
EventLogger.getInstance().logVehicle(EventType.VEHICLE_EXITED, "ExitNode", vehicle.getId(), EventLogger.getInstance().logVehicle(EventType.VEHICLE_EXITED, "ExitNode", vehicle.getId(),
String.format("Completed - System: %.2fs, Wait: %.2fs, Crossing: %.2fs", systemTime, waitTime, String.format("Completed - System: %.2fs, Wait: %.2fs, Crossing: %.2fs", systemTime, waitTime,
crossingTime)); crossingTime));
// Complete vehicle trace if tracking // Finaliza o trace individual do veículo
VehicleTracer.getInstance().logExit(vehicle, systemTime); VehicleTracer.getInstance().logExit(vehicle, systemTime);
// Send stats after every vehicle to ensure dashboard updates quickly // Push imediato para o Dashboard para visualização em tempo real
sendStatsToDashboard(); sendStatsToDashboard();
} }
/** /**
* Envia as estatísticas mais recentes para o dashboard. * Constrói e transmite o DTO de atualização de estatísticas.
*
* Empacotamos as contagens totais e os tempos médios num `StatsUpdatePayload`
* e enviamo-lo.
*/ */
private void sendStatsToDashboard() { private void sendStatsToDashboard() {
if (dashboardClient == null || !dashboardClient.isConnected()) { if (dashboardClient == null || !dashboardClient.isConnected()) {
@@ -448,29 +426,28 @@ public class ExitNodeProcess {
// Create stats payload // Create stats payload
StatsUpdatePayload payload = new StatsUpdatePayload(); StatsUpdatePayload payload = new StatsUpdatePayload();
// Set global stats - convert seconds to milliseconds // Set global stats - convert seconds to milliseconds for display consistency
payload.setTotalVehiclesCompleted(totalVehiclesReceived); payload.setTotalVehiclesCompleted(totalVehiclesReceived);
payload.setTotalSystemTime((long) (totalSystemTime * 1000.0)); // s -> ms payload.setTotalSystemTime((long) (totalSystemTime * 1000.0));
payload.setTotalWaitingTime((long) (totalWaitingTime * 1000.0)); // s -> ms payload.setTotalWaitingTime((long) (totalWaitingTime * 1000.0));
// Set intersection-like stats so it shows up correctly in the dashboard table // Hack: Usar campos de interseção para mostrar throughput no dashboard
payload.setIntersectionArrivals(totalVehiclesReceived); payload.setIntersectionArrivals(totalVehiclesReceived);
payload.setIntersectionDepartures(totalVehiclesReceived); payload.setIntersectionDepartures(totalVehiclesReceived);
payload.setIntersectionQueueSize(0); payload.setIntersectionQueueSize(0);
// Set vehicle type stats // Detailed breakdown
Map<VehicleType, Integer> typeCounts = new HashMap<>(); Map<VehicleType, Integer> typeCounts = new HashMap<>();
Map<VehicleType, Long> typeWaitTimes = new HashMap<>(); Map<VehicleType, Long> typeWaitTimes = new HashMap<>();
for (VehicleType type : VehicleType.values()) { for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
typeCounts.put(type, vehicleTypeCount.get(type)); typeCounts.put(type, vehicleTypeCount.get(type));
typeWaitTimes.put(type, (long) (vehicleTypeWaitTime.get(type) * 1000.0)); // s -> ms typeWaitTimes.put(type, (long) (vehicleTypeWaitTime.get(type) * 1000.0));
} }
payload.setVehicleTypeCounts(typeCounts); payload.setVehicleTypeCounts(typeCounts);
payload.setVehicleTypeWaitTimes(typeWaitTimes); payload.setVehicleTypeWaitTimes(typeWaitTimes);
// Send message
Message message = new Message( Message message = new Message(
MessageType.STATS_UPDATE, MessageType.STATS_UPDATE,
"ExitNode", "ExitNode",
@@ -489,9 +466,8 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Encerra graciosamente o processo. * Encerramento gracioso do processo.
* * Fecha sockets, termina a pool de threads e liberta recursos.
* Imprimimos as estatísticas finais, fechamos ligações e limpamos threads.
*/ */
public void shutdown() { public void shutdown() {
System.out.println("\n[Exit] Shutting down..."); System.out.println("\n[Exit] Shutting down...");
@@ -527,9 +503,7 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
/** /**
* Imprime um resumo dos resultados da simulação na consola. * Imprime o relatório final no stdout.
* Isto dá-nos uma visão rápida de como a simulação correu (médias, contagens de
* veículos, etc.).
*/ */
private void printFinalStatistics() { private void printFinalStatistics() {
System.out.println("\n=== EXIT NODE STATISTICS ==="); System.out.println("\n=== EXIT NODE STATISTICS ===");
@@ -554,4 +528,4 @@ public class ExitNodeProcess {
} }
} }
} }

View File

@@ -33,19 +33,22 @@ import sd.protocol.SocketConnection;
import sd.serialization.SerializationException; import sd.serialization.SerializationException;
/** /**
* Representa uma única interseção na nossa simulação de tráfego distribuída. * Representa um nó de processamento autónomo na malha de simulação distribuída
* * (Worker Node).
* Esta classe opera como um processo independente (uma aplicação Java autónoma) * <p>
* e é responsável por: * Esta classe implementa a lógica de uma interseção rodoviária utilizando uma
* 1. Gerir os semáforos e a sua temporização. * arquitetura híbrida:
* 2. Processar as chegadas e partidas de veículos. * <ol>
* 3. Comunicar com outras interseções e com o dashboard. * <li><b>Reativa (Network I/O):</b> Threads dedicadas aceitam conexões TCP e
* * injetam veículos nas filas de entrada assim que chegam.</li>
* Utiliza uma abordagem de Simulação de Eventos Discretos (DES), onde as * <li><b>Proativa (DES Engine):</b> Uma thread de processamento de eventos gere
* mudanças de estado (como semáforos a mudar para verde) * a lógica temporal (mudança de semáforos, tempos de travessia) baseada num
* são agendadas como eventos numa fila de prioridade, em vez de depender de * relógio virtual monotónico.</li>
* loops contínuos ou threads em espera. * </ol>
* Isto garante uma temporização precisa e uma execução eficiente. * <p>
* A sincronização entre a chegada assíncrona de veículos (Rede) e o
* processamento determinístico (DES) é gerida através de estruturas de dados
* concorrentes e bloqueios justos (Fair Locks).
*/ */
public class IntersectionProcess { public class IntersectionProcess {
@@ -57,48 +60,56 @@ public class IntersectionProcess {
private ServerSocket serverSocket; private ServerSocket serverSocket;
/**
* Tabela de encaminhamento dinâmico para conexões de saída (Next-Hop Cache).
*/
private final Map<String, SocketConnection> outgoingConnections; private final Map<String, SocketConnection> outgoingConnections;
/** Pool de threads para tratamento de I/O de rede (entrada de veículos). */
private final ExecutorService connectionHandlerPool; private final ExecutorService connectionHandlerPool;
private ScheduledExecutorService statsExecutor; private ScheduledExecutorService statsExecutor;
private ScheduledExecutorService departureExecutor; private ScheduledExecutorService departureExecutor;
private volatile boolean running; private volatile boolean running;
/** Escala temporal para visualização: tempo_real = tempo_simulado * escala */ /** Fator de dilatação temporal (0.0 = Velocidade Máxima, 1.0 = Tempo Real). */
private double timeScale; private double timeScale;
/** Relógio central da simulação */ // --- Componentes DES (Simulação de Eventos Discretos) ---
/** Relógio central virtual da interseção. */
private final SimulationClock clock; private final SimulationClock clock;
/** Fila de eventos discretos agendados */ /** Fila de prioridade (Min-Heap) para agendamento temporal de eventos. */
private final EventQueue eventQueue; private final EventQueue eventQueue;
/** Sistema de registo de eventos */
private final EventLogger eventLogger; private final EventLogger eventLogger;
/** Thread dedicada ao processamento sequencial de eventos DES */ /** Thread "Single-Writer" responsável pela mutação de estado da simulação. */
private Thread eventProcessorThread; private Thread eventProcessorThread;
/** /**
* Lock para exclusão mútua entre semáforos. * Mecanismo de exclusão mútua para controlo de fases semafóricas.
* Garante que apenas um semáforo pode estar verde de cada vez nesta interseção. * Configurado com política de justiça (fairness=true) para evitar inanição
* (starvation) de direções com menos tráfego.
*/ */
private final Lock trafficCoordinationLock; private final Lock trafficCoordinationLock;
/** /**
* Regista qual direção tem atualmente o sinal verde. * Estado volátil que indica a direção ativa. Apenas uma direção pode deter o
* {@code null} significa que todos os semáforos estão vermelhos. * token 'Green' por vez.
*/ */
private volatile String currentGreenDirection; private volatile String currentGreenDirection;
private SocketClient dashboardClient; private SocketClient dashboardClient;
// Métricas voláteis para acesso atómico sem bloqueio
private volatile int totalArrivals = 0; private volatile int totalArrivals = 0;
private volatile int totalDepartures = 0; private volatile int totalDepartures = 0;
/** /**
* Inicializa o processo da interseção. * Inicializa o processo da interseção, carregando a topologia e preparando o
* * motor DES.
* @param intersectionId O identificador único para esta interseção (ex: "Cr1"). *
* @param configFilePath O caminho para o ficheiro de configuração. * @param intersectionId O identificador único na malha (ex: "Cr1").
* @throws IOException Se houver algum problema ao ler a configuração. * @param configFilePath Caminho para o ficheiro de propriedades.
* @throws IOException Se falhar o bind da porta ou leitura de config.
*/ */
public IntersectionProcess(String intersectionId, String configFilePath) throws IOException { public IntersectionProcess(String intersectionId, String configFilePath) throws IOException {
this.intersectionId = intersectionId; this.intersectionId = intersectionId;
@@ -127,13 +138,16 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Inicia o ciclo de processamento de eventos. * Inicia o ciclo principal do motor de simulação (DES Engine Loop).
* * <p>
* Esta thread é o coração do modelo DES para esta interseção. Retira eventos da * Executa o ciclo "Fetch-Decode-Execute":
* fila * <ol>
* e executa-os por ordem cronológica. Enquanto a thread principal trata das * <li>Remove o evento com menor timestamp da fila (Fetch).</li>
* operações de I/O de rede (receção de veículos), * <li>Avança o relógio virtual para o tempo do evento.</li>
* esta thread trata da lógica da simulação (semáforos, travessias de veículos). * <li>Aplica atraso artificial se {@code timeScale > 0} (para visualização
* humana).</li>
* <li>Despacha o evento para o manipulador apropriado (Execute).</li>
* </ol>
*/ */
private void startEventProcessor() { private void startEventProcessor() {
eventProcessorThread = new Thread(() -> { eventProcessorThread = new Thread(() -> {
@@ -145,9 +159,9 @@ public class IntersectionProcess {
while (running) { while (running) {
SimulationEvent event = eventQueue.poll(); SimulationEvent event = eventQueue.poll();
if (event == null) { if (event == null) {
// No events currently, wait a bit before checking again // Backoff exponencial ou sleep curto para evitar busy-waiting em idle
try { try {
Thread.sleep(50); // Short sleep to avoid busy-waiting Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) { } catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt(); Thread.currentThread().interrupt();
break; break;
@@ -155,7 +169,7 @@ public class IntersectionProcess {
continue; continue;
} }
// Apply time scaling for visualization // Aplicação de escala temporal (Throttle)
if (timeScale > 0) { if (timeScale > 0) {
double simTimeDelta = event.getTimestamp() - lastTime; double simTimeDelta = event.getTimestamp() - lastTime;
long realDelayMs = (long) (simTimeDelta * timeScale * 1000); long realDelayMs = (long) (simTimeDelta * timeScale * 1000);
@@ -170,10 +184,10 @@ public class IntersectionProcess {
lastTime = event.getTimestamp(); lastTime = event.getTimestamp();
} }
// Advance clock to event time // Atualização atómica do tempo de simulação
clock.advanceTo(event.getTimestamp()); clock.advanceTo(event.getTimestamp());
// Process the event // Processamento polimórfico
processEvent(event); processEvent(event);
} }
@@ -185,10 +199,12 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Processa um evento da fila de simulação. * Despachante central de eventos.
* Cada tipo de evento é encaminhado para o seu tratador específico. * <p>
* * Encaminha o evento para a lógica de negócio específica baseada no tipo
* @param event o evento a processar * {@link DESEventType}.
*
* @param event O evento de simulação a ser processado.
*/ */
private void processEvent(SimulationEvent event) { private void processEvent(SimulationEvent event) {
try { try {
@@ -198,8 +214,8 @@ public class IntersectionProcess {
break; break;
case VEHICLE_ARRIVAL: case VEHICLE_ARRIVAL:
// Vehicle arrivals are still handled via network messages // Chegadas são tratadas reativamente via Socket, mas eventos podem ser usados
// This event type is for internal scheduling if needed // para métricas
break; break;
case VEHICLE_CROSSING_START: case VEHICLE_CROSSING_START:
@@ -225,12 +241,18 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Trata da mudança dos semáforos. * Gere a máquina de estados dos semáforos.
* * <p>
* Quando um semáforo muda de estado, registamos o evento, atualizamos o modelo * O fluxo de execução é o seguinte:
* e, se tiver mudado para VERDE, * <ol>
* verificamos imediatamente se há veículos à espera para atravessar. * <li>Atualiza o estado do semáforo (Verde <-> Vermelho).</li>
* Também agendamos aqui o *próximo* evento de mudança, mantendo o ciclo ativo. * <li>Se o novo estado for Verde: Calcula a capacidade de vazão e agenda
* travessias (Service Events).</li>
* <li>Agenda recursivamente a próxima mudança de estado para manter o ciclo
* infinito.</li>
* </ol>
*
* @param event O evento que desencadeou a mudança de estado.
*/ */
private void handleTrafficLightChangeEvent(SimulationEvent event) { private void handleTrafficLightChangeEvent(SimulationEvent event) {
TrafficLightEvent tlEvent = (TrafficLightEvent) event.getPayload(); TrafficLightEvent tlEvent = (TrafficLightEvent) event.getPayload();
@@ -252,12 +274,12 @@ public class IntersectionProcess {
String.format("Direction %s changed to %s at time %.2f", String.format("Direction %s changed to %s at time %.2f",
direction, newState, event.getTimestamp())); direction, newState, event.getTimestamp()));
// If light turned GREEN, process queued vehicles // Processamento de lote (Batch Processing) para a fase Verde
if (newState == TrafficLightState.GREEN) { if (newState == TrafficLightState.GREEN) {
processQueuedVehiclesForLight(light, event.getTimestamp()); processQueuedVehiclesForLight(light, event.getTimestamp());
} }
// Schedule next state change // Agendamento do próximo ciclo (Feedback Loop)
double nextChangeTime = event.getTimestamp() + double nextChangeTime = event.getTimestamp() +
(newState == TrafficLightState.GREEN ? light.getGreenTime() : light.getRedTime()); (newState == TrafficLightState.GREEN ? light.getGreenTime() : light.getRedTime());
@@ -269,19 +291,19 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Processa a fila de veículos quando um semáforo fica verde. * Calcula a vazão da interseção durante uma fase verde.
* * <p>
* <p>Para cada veículo na fila:</p> * Implementa uma lógica de previsão ("Look-ahead"):
* <ol> * <ol>
* <li>Calcula o tempo de travessia com base no tipo de veículo</li> * <li>Itera sobre a fila de espera do semáforo.</li>
* <li>Verifica se cabe na duração restante do sinal verde</li> * <li>Calcula o tempo de serviço acumulado (Service Time) baseado no tipo de
* <li>Agenda o evento de partida do veículo</li> * veículo.</li>
* <li>Agenda a partida apenas se o veículo couber na janela temporal restante
* do sinal verde.</li>
* </ol> * </ol>
* *
* <p>Os veículos que não couberem no tempo verde ficam à espera do próximo ciclo.</p> * @param light O semáforo ativo.
* * @param currentTime O instante de início da fase verde.
* @param light o semáforo que acabou de ficar verde
* @param currentTime o tempo atual da simulação em segundos
*/ */
private void processQueuedVehiclesForLight(TrafficLight light, double currentTime) { private void processQueuedVehiclesForLight(TrafficLight light, double currentTime) {
double greenDuration = light.getGreenTime(); double greenDuration = light.getGreenTime();
@@ -291,30 +313,29 @@ public class IntersectionProcess {
System.out.printf("[%s] Processing queue for %s (GREEN for %.2fs, queue size: %d, currentTime=%.2f)%n", System.out.printf("[%s] Processing queue for %s (GREEN for %.2fs, queue size: %d, currentTime=%.2f)%n",
intersectionId, light.getId(), greenDuration, queueSize, currentTime); intersectionId, light.getId(), greenDuration, queueSize, currentTime);
// Process vehicles while queue not empty and within green light duration // Algoritmo de esvaziamento de fila baseado em Time Budget
while (light.getQueueSize() > 0) { while (light.getQueueSize() > 0) {
// Calculate crossing time for next vehicle (peek at queue size to estimate) // Estimativa inicial (optimista)
// We'll use LIGHT vehicle as default for estimation
double crossingTime = config.getLightVehicleCrossingTime(); double crossingTime = config.getLightVehicleCrossingTime();
// Check if another vehicle can fit in remaining green time // Verificação de limite de tempo (Hard Deadline do sinal vermelho)
if (timeOffset + crossingTime > greenDuration) { if (timeOffset + crossingTime > greenDuration) {
break; // No more vehicles can cross this green phase break; // Veículo não cabe no ciclo atual
} }
// Remove vehicle from queue // Commit: Remove da fila
Vehicle vehicle = light.removeVehicle(); Vehicle vehicle = light.removeVehicle(currentTime + timeOffset);
if (vehicle == null) if (vehicle == null)
break; break;
// Get actual crossing time for this vehicle // Recálculo preciso baseado no tipo real do veículo
crossingTime = getCrossingTimeForVehicle(vehicle); crossingTime = getCrossingTimeForVehicle(vehicle);
// Schedule crossing // Agendamento do evento futuro de término de travessia
double crossingStartTime = currentTime + timeOffset; double crossingStartTime = currentTime + timeOffset;
scheduleVehicleCrossing(vehicle, crossingStartTime, crossingTime); scheduleVehicleCrossing(vehicle, crossingStartTime, crossingTime);
// Update offset for next vehicle // Incrementa offset para serializar as travessias (Head-of-Line Blocking)
timeOffset += crossingTime; timeOffset += crossingTime;
System.out.printf("[%s] Scheduled vehicle %s to cross at t=%.2f (duration=%.2fs)%n", System.out.printf("[%s] Scheduled vehicle %s to cross at t=%.2f (duration=%.2fs)%n",
@@ -323,12 +344,11 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Agenda a travessia e partida de um veículo. * Cria e agenda o evento de conclusão de travessia (Partida).
* Cria um evento de fim de travessia agendado para o tempo correto. *
* * @param vehicle O veículo que está a atravessar.
* @param vehicle o veículo que vai atravessar * @param startTime Instante de início da travessia.
* @param startTime quando a travessia começa (segundos de simulação) * @param crossingDuration Duração estimada da travessia.
* @param crossingDuration quanto tempo demora a atravessar (segundos)
*/ */
private void scheduleVehicleCrossing(Vehicle vehicle, double startTime, double crossingDuration) { private void scheduleVehicleCrossing(Vehicle vehicle, double startTime, double crossingDuration) {
// Schedule crossing end (when vehicle departs) // Schedule crossing end (when vehicle departs)
@@ -347,11 +367,10 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Calcula o tempo de travessia com base no tipo de veículo. * Determina o custo temporal da travessia baseado na física do veículo.
* Bicicletas são mais rápidas, veículos pesados mais lentos. *
* * @param vehicle O veículo em questão.
* @param vehicle o veículo para calcular o tempo * @return O tempo em segundos necessário para atravessar a interseção.
* @return tempo de travessia em segundos
*/ */
private double getCrossingTimeForVehicle(Vehicle vehicle) { private double getCrossingTimeForVehicle(Vehicle vehicle) {
return switch (vehicle.getType()) { return switch (vehicle.getType()) {
@@ -363,36 +382,45 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Trata o evento de início de travessia de um veículo. * Manipula o evento de início de travessia de um veículo.
* (Implementação futura - atualmente apenas regista o evento) * <p>
* * Atualmente serve como placeholder para lógica futura de animação ou
* @param event o evento de início de travessia * ocupação de zonas críticas na interseção.
*
* @param event O evento de início de travessia.
*/ */
private void handleVehicleCrossingStartEvent(SimulationEvent event) { private void handleVehicleCrossingStartEvent(SimulationEvent event) {
// Implementation will depend on how vehicle crossing is modeled // Placeholder para lógica futura de animação ou ocupação de zona crítica
// For now, log the event
eventLogger.log(sd.logging.EventType.VEHICLE_DEPARTED, intersectionId, eventLogger.log(sd.logging.EventType.VEHICLE_DEPARTED, intersectionId,
"Vehicle crossing started at time " + event.getTimestamp()); "Vehicle crossing started at time " + event.getTimestamp());
} }
/** /**
* Trata o fim da travessia de um veículo pela interseção. * Finaliza a lógica de travessia e inicia a transferência (handover) para o
* Atualiza estatísticas, regista o tempo de travessia e envia o veículo * próximo nó.
* para o próximo destino na sua rota. * <p>
* * Este método é invocado quando o tempo de travessia expira no relógio virtual.
* @param event evento contendo o veículo que terminou a travessia * Executa as seguintes ações:
* <ol>
* <li>Atualiza as métricas de tempo de travessia do veículo.</li>
* <li>Incrementa contadores locais de veículos processados.</li>
* <li>Transfere a responsabilidade do veículo para a rede, enviando-o ao
* próximo destino.</li>
* </ol>
*
* @param event O evento de fim de travessia.
*/ */
private void handleVehicleCrossingEndEvent(SimulationEvent event) { private void handleVehicleCrossingEndEvent(SimulationEvent event) {
Vehicle vehicle = (Vehicle) event.getPayload(); Vehicle vehicle = (Vehicle) event.getPayload();
// Add crossing time to vehicle stats // Atualiza métricas do veículo
double crossingTime = getCrossingTimeForVehicle(vehicle); double crossingTime = getCrossingTimeForVehicle(vehicle);
vehicle.addCrossingTime(crossingTime); vehicle.addCrossingTime(crossingTime);
// Update intersection statistics // Atualiza métricas locais
intersection.incrementVehiclesSent(); intersection.incrementVehiclesSent();
// Send vehicle to next destination // Handover: Transfere a responsabilidade do veículo para a rede
sendVehicleToNextDestination(vehicle); sendVehicleToNextDestination(vehicle);
eventLogger.log(sd.logging.EventType.VEHICLE_DEPARTED, intersectionId, eventLogger.log(sd.logging.EventType.VEHICLE_DEPARTED, intersectionId,
@@ -400,10 +428,9 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Trata o evento de fim da simulação. * Finaliza a execução do processo de simulação.
* Define a flag de execução como falsa para terminar o processamento.
* *
* @param event o evento de fim de simulação * @param event O evento de fim de simulação.
*/ */
private void handleSimulationEndEvent(SimulationEvent event) { private void handleSimulationEndEvent(SimulationEvent event) {
eventLogger.log(sd.logging.EventType.SIMULATION_STOPPED, intersectionId, eventLogger.log(sd.logging.EventType.SIMULATION_STOPPED, intersectionId,
@@ -412,10 +439,9 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Exporta o histórico completo de eventos para um ficheiro. * Exporta o histórico completo de eventos para análise post-mortem.
* Útil para análise posterior e debugging da simulação. *
* * @param outputPath O caminho do ficheiro onde o histórico será guardado.
* @param outputPath caminho do ficheiro onde guardar o histórico
*/ */
public void exportEventHistory(String outputPath) { public void exportEventHistory(String outputPath) {
String history = eventQueue.exportEventHistory(); String history = eventQueue.exportEventHistory();
@@ -427,7 +453,12 @@ public class IntersectionProcess {
} }
} }
// Main entry point for running an intersection process /**
* Ponto de entrada principal da aplicação.
*
* @param args Argumentos da linha de comando (ID da interseção e ficheiro de
* configuração opcional).
*/
public static void main(String[] args) { public static void main(String[] args) {
if (args.length < 1) { if (args.length < 1) {
System.err.println("Usage: java IntersectionProcess <intersectionId> [configFile]"); System.err.println("Usage: java IntersectionProcess <intersectionId> [configFile]");
@@ -456,6 +487,12 @@ public class IntersectionProcess {
} }
} }
/**
* Realiza o bootstrap dos componentes lógicos e de rede da interseção.
* <p>
* Inclui a criação de semáforos, configuração de encaminhamento e conexão ao
* Dashboard.
*/
public void initialize() { public void initialize() {
System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Initializing intersection..."); System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Initializing intersection...");
@@ -469,7 +506,7 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Estabelece ligação ao servidor do dashboard para reportar estatísticas. * Estabelece a conexão com o Dashboard para envio de telemetria em tempo real.
*/ */
private void connectToDashboard() { private void connectToDashboard() {
try { try {
@@ -493,9 +530,7 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Cria os semáforos para esta interseção com base nas suas ligações físicas. * Inicializa os semáforos da interseção com base na configuração carregada.
* Cada interseção tem um número e direções de semáforos diferentes de acordo
* com a topologia da rede.
*/ */
private void createTrafficLights() { private void createTrafficLights() {
System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Creating traffic lights..."); System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Creating traffic lights...");
@@ -524,6 +559,13 @@ public class IntersectionProcess {
} }
} }
/**
* Obtém a configuração específica para esta interseção a partir da configuração
* global.
*
* @return O objeto de configuração da interseção.
* @throws RuntimeException Se a configuração estiver em falta.
*/
private SimulationConfig.IntersectionConfig getIntersectionConfig() { private SimulationConfig.IntersectionConfig getIntersectionConfig() {
if (config.getNetworkConfig() == null || config.getNetworkConfig().getIntersections() == null) { if (config.getNetworkConfig() == null || config.getNetworkConfig().getIntersections() == null) {
throw new RuntimeException("Network configuration not loaded or empty."); throw new RuntimeException("Network configuration not loaded or empty.");
@@ -534,6 +576,11 @@ public class IntersectionProcess {
.orElseThrow(() -> new RuntimeException("Intersection config not found for " + intersectionId)); .orElseThrow(() -> new RuntimeException("Intersection config not found for " + intersectionId));
} }
/**
* Configura a tabela de encaminhamento (routing) da interseção.
* <p>
* Define para cada destino qual a direção de saída (semáforo) correspondente.
*/
private void configureRouting() { private void configureRouting() {
System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Configuring routing..."); System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Configuring routing...");
@@ -555,11 +602,10 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Solicita permissão para um semáforo ficar verde. * Primitiva de bloqueio: Solicita acesso exclusivo à zona crítica da
* Bloqueia até que a permissão seja concedida (nenhum outro semáforo está * interseção.
* verde). *
* * @param direction A direção que solicita passagem.
* @param direction A direção que solicita o sinal verde
*/ */
public void requestGreenLight(String direction) { public void requestGreenLight(String direction) {
trafficCoordinationLock.lock(); trafficCoordinationLock.lock();
@@ -567,10 +613,9 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Liberta a permissão de sinal verde, permitindo que outro semáforo fique * Primitiva de bloqueio: Liberta o acesso exclusivo à zona crítica.
* verde. *
* * @param direction A direção que está a libertar a passagem.
* @param direction A direção que liberta o sinal verde
*/ */
public void releaseGreenLight(String direction) { public void releaseGreenLight(String direction) {
if (direction.equals(currentGreenDirection)) { if (direction.equals(currentGreenDirection)) {
@@ -580,8 +625,10 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Modo DES: Agenda os eventos iniciais de mudança de semáforo. * Inicializa o estado dos semáforos no arranque da simulação (t=0).
* Isto substitui a antiga abordagem baseada em threads startTrafficLights(). * <p>
* Garante que apenas um semáforo começa em Verde e os restantes em Vermelho,
* agendando os eventos iniciais na fila do DES.
*/ */
private void scheduleInitialTrafficLightEvents() { private void scheduleInitialTrafficLightEvents() {
System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Scheduling initial traffic light events (DES mode)..."); System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Scheduling initial traffic light events (DES mode)...");
@@ -592,12 +639,12 @@ public class IntersectionProcess {
for (TrafficLight light : intersection.getTrafficLights()) { for (TrafficLight light : intersection.getTrafficLights()) {
String direction = light.getDirection(); String direction = light.getDirection();
// Set initial state (first light starts green, others red) // Lógica de arranque: Primeiro da lista = Verde, outros = Vermelho
boolean isFirstLight = intersection.getTrafficLights().indexOf(light) == 0; boolean isFirstLight = intersection.getTrafficLights().indexOf(light) == 0;
TrafficLightState initialState = isFirstLight ? TrafficLightState.GREEN : TrafficLightState.RED; TrafficLightState initialState = isFirstLight ? TrafficLightState.GREEN : TrafficLightState.RED;
light.changeState(initialState); light.changeState(initialState);
// Schedule first state change // Agenda a primeira transição
double firstChangeTime = currentTime + double firstChangeTime = currentTime +
(initialState == TrafficLightState.GREEN ? light.getGreenTime() : light.getRedTime()); (initialState == TrafficLightState.GREEN ? light.getGreenTime() : light.getRedTime());
@@ -620,14 +667,16 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Envia um veículo para o seu próximo destino via ligação socket. * Encaminhamento de rede: Serializa e envia o objeto veículo para o próximo .
* <p>
* Calcula também o tempo de viagem virtual entre nós (Edge Weight).
* *
* @param vehicle O veículo que atravessou esta interseção. * @param vehicle O veículo a ser enviado.
*/ */
public void sendVehicleToNextDestination(Vehicle vehicle) { public void sendVehicleToNextDestination(Vehicle vehicle) {
String nextDestination = vehicle.getCurrentDestination(); String nextDestination = vehicle.getCurrentDestination();
// Calculate travel time // Cálculo de latência de viagem (Edge Weight)
double baseTime = config.getBaseTravelTime(); double baseTime = config.getBaseTravelTime();
double multiplier = 1.0; double multiplier = 1.0;
switch (vehicle.getType()) { switch (vehicle.getType()) {
@@ -640,22 +689,25 @@ public class IntersectionProcess {
System.out.printf("[%s] Vehicle %s departing to %s. Travel time: %.2fs%n", System.out.printf("[%s] Vehicle %s departing to %s. Travel time: %.2fs%n",
intersectionId, vehicle.getId(), nextDestination, travelTime); intersectionId, vehicle.getId(), nextDestination, travelTime);
// Record departure immediately as it leaves the intersection
recordVehicleDeparture(); recordVehicleDeparture();
// In DES mode, send immediately (no real-time delay) // Envio imediato (o delay de viagem é implícito no tempo de chegada no próximo
// nó ou simulado aqui)
sendVehicleImmediately(vehicle, nextDestination); sendVehicleImmediately(vehicle, nextDestination);
} }
/** /**
* Envia imediatamente um veículo para o seu destino via rede. * Envia o veículo imediatamente para o próximo nó via conexão TCP persistente.
*
* @param vehicle O veículo a ser enviado.
* @param nextDestination O identificador do próximo nó destino.
*/ */
private void sendVehicleImmediately(Vehicle vehicle, String nextDestination) { private void sendVehicleImmediately(Vehicle vehicle, String nextDestination) {
try { try {
// Get or create connection to next destination // Lazy loading da conexão
SocketConnection connection = getOrCreateConnection(nextDestination); SocketConnection connection = getOrCreateConnection(nextDestination);
// Create and send message using Message class // Encapsulamento da mensagem
MessageProtocol message = new Message( MessageProtocol message = new Message(
MessageType.VEHICLE_TRANSFER, MessageType.VEHICLE_TRANSFER,
intersectionId, intersectionId,
@@ -668,8 +720,6 @@ public class IntersectionProcess {
System.out.println("[" + intersectionId + "] Vehicle " + vehicle.getId() + System.out.println("[" + intersectionId + "] Vehicle " + vehicle.getId() +
" arrived at " + nextDestination + " (msg sent)"); " arrived at " + nextDestination + " (msg sent)");
// Note: vehicle route is advanced when it arrives at the next intersection
} catch (IOException | InterruptedException e) { } catch (IOException | InterruptedException e) {
System.err.println("[" + intersectionId + "] Failed to send vehicle " + System.err.println("[" + intersectionId + "] Failed to send vehicle " +
vehicle.getId() + " to " + nextDestination + ": " + e.getMessage()); vehicle.getId() + " to " + nextDestination + ": " + e.getMessage());
@@ -677,12 +727,15 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Obtém uma ligação existente para um destino ou cria uma nova. * Obtém ou cria uma conexão para o destino especificado (Singleton por
* destino).
* <p>
* Este método é thread-safe.
* *
* @param destinationId O ID do nó de destino. * @param destinationId O identificador do nó destino.
* @return A SocketConnection para esse destino. * @return A conexão TCP estabelecida.
* @throws IOException Se a ligação não puder ser estabelecida. * @throws IOException Se ocorrer um erro de I/O na criação da conexão.
* @throws InterruptedException Se a tentativa de ligação for interrompida. * @throws InterruptedException Se a thread for interrompida durante a espera.
*/ */
private synchronized SocketConnection getOrCreateConnection(String destinationId) private synchronized SocketConnection getOrCreateConnection(String destinationId)
throws IOException, InterruptedException { throws IOException, InterruptedException {
@@ -702,10 +755,10 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Obtém o endereço host para um nó de destino a partir da configuração. * Resolve o hostname ou endereço IP para um determinado destino.
* *
* @param destinationId O ID do nó de destino. * @param destinationId O ID do destino.
* @return O endereço host. * @return O endereço do host.
*/ */
private String getHostForDestination(String destinationId) { private String getHostForDestination(String destinationId) {
if (destinationId.equals("S")) { if (destinationId.equals("S")) {
@@ -716,9 +769,9 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Obtém o número da porta para um nó de destino a partir da configuração. * Resolve a porta TCP para um determinado destino.
* *
* @param destinationId O ID do nó de destino. * @param destinationId O ID do destino.
* @return O número da porta. * @return O número da porta.
*/ */
private int getPortForDestination(String destinationId) { private int getPortForDestination(String destinationId) {
@@ -730,10 +783,11 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Inicia o socket do servidor e começa a aceitar ligações recebidas. * Inicia o servidor e o loop de aceitação de conexões.
* Este é o loop principal de escuta do processo. * <p>
* Este método bloqueia a thread chamadora durante a execução do servidor.
* *
* @throws IOException Se o socket do servidor não puder ser criado. * @throws IOException Se ocorrer um erro ao fazer bind da porta.
*/ */
public void start() throws IOException { public void start() throws IOException {
int port = config.getIntersectionPort(intersectionId); int port = config.getIntersectionPort(intersectionId);
@@ -747,12 +801,12 @@ public class IntersectionProcess {
startEventProcessor(); startEventProcessor();
System.out.println("[" + intersectionId + "] Running in DES mode"); System.out.println("[" + intersectionId + "] Running in DES mode");
// Start stats updater // Background task para telemetria
statsExecutor.scheduleAtFixedRate(this::sendStatsToDashboard, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); statsExecutor.scheduleAtFixedRate(this::sendStatsToDashboard, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("[" + intersectionId + "] Waiting for incoming connections...\n"); System.out.println("[" + intersectionId + "] Waiting for incoming connections...\n");
// Main accept loop // Loop principal de aceitação de conexões
while (running) { while (running) {
try { try {
Socket clientSocket = serverSocket.accept(); Socket clientSocket = serverSocket.accept();
@@ -760,13 +814,12 @@ public class IntersectionProcess {
System.out.println("[" + intersectionId + "] New connection accepted from " + System.out.println("[" + intersectionId + "] New connection accepted from " +
clientSocket.getInetAddress().getHostAddress()); clientSocket.getInetAddress().getHostAddress());
// Check running flag again before handling
if (!running) { if (!running) {
clientSocket.close(); clientSocket.close();
break; break;
} }
// **Set timeout before submitting to handler** // Configura timeout para evitar bloqueios infinitos em leitura
try { try {
clientSocket.setSoTimeout(1000); clientSocket.setSoTimeout(1000);
} catch (java.net.SocketException e) { } catch (java.net.SocketException e) {
@@ -775,13 +828,12 @@ public class IntersectionProcess {
continue; continue;
} }
// Handle each connection in a separate thread // Delega processamento para thread pool (NIO style)
connectionHandlerPool.submit(() -> handleIncomingConnection(clientSocket)); connectionHandlerPool.submit(() -> handleIncomingConnection(clientSocket));
} catch (IOException e) { } catch (IOException e) {
// Expected when serverSocket.close() is called during shutdown
if (!running) { if (!running) {
break; // Normal shutdown break; // Shutdown normal
} }
System.err.println("[" + intersectionId + "] Error accepting connection: " + System.err.println("[" + intersectionId + "] Error accepting connection: " +
e.getMessage()); e.getMessage());
@@ -790,10 +842,13 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Trata uma ligação recebida de outro processo. * Lógica de tratamento de conexões de entrada (Consumer).
* Escuta continuamente mensagens de transferência de veículos. * <p>
* Lê continuamente do socket até que a conexão seja fechada, processando
* mensagens
* de chegada de veículos ou comandos de simulação.
* *
* @param clientSocket A ligação socket aceite. * @param clientSocket O socket do cliente conectado.
*/ */
private void handleIncomingConnection(Socket clientSocket) { private void handleIncomingConnection(Socket clientSocket) {
try { try {
@@ -809,27 +864,24 @@ public class IntersectionProcess {
System.out.println("[" + intersectionId + "] New connection accepted from " + System.out.println("[" + intersectionId + "] New connection accepted from " +
clientSocket.getInetAddress().getHostAddress()); clientSocket.getInetAddress().getHostAddress());
// Continuously receive messages while connection is active
while (running && connection.isConnected()) { while (running && connection.isConnected()) {
try { try {
MessageProtocol message = connection.receiveMessage(); MessageProtocol message = connection.receiveMessage();
// Handle simulation start time synchronization
if (message.getType() == MessageType.SIMULATION_START) { if (message.getType() == MessageType.SIMULATION_START) {
System.out.println("[" + intersectionId + "] Simulation start time synchronized"); System.out.println("[" + intersectionId + "] Simulation start time synchronized");
continue; continue;
} }
// Accept both VEHICLE_TRANSFER and VEHICLE_SPAWN (from coordinator)
if (message.getType() == MessageType.VEHICLE_TRANSFER || if (message.getType() == MessageType.VEHICLE_TRANSFER ||
message.getType() == MessageType.VEHICLE_SPAWN) { message.getType() == MessageType.VEHICLE_SPAWN) {
// Cast payload to Vehicle - handle Gson deserialization
// Lógica de desserialização polimórfica (Vehicle ou Map)
Vehicle vehicle; Vehicle vehicle;
Object payload = message.getPayload(); Object payload = message.getPayload();
if (payload instanceof Vehicle) { if (payload instanceof Vehicle) {
vehicle = (Vehicle) payload; vehicle = (Vehicle) payload;
} else if (payload instanceof java.util.Map) { } else if (payload instanceof java.util.Map) {
// Gson deserialized as LinkedHashMap - re-serialize and deserialize as Vehicle
com.google.gson.Gson gson = new com.google.gson.Gson(); com.google.gson.Gson gson = new com.google.gson.Gson();
String json = gson.toJson(payload); String json = gson.toJson(payload);
vehicle = gson.fromJson(json, Vehicle.class); vehicle = gson.fromJson(json, Vehicle.class);
@@ -841,43 +893,37 @@ public class IntersectionProcess {
System.out.println("[" + intersectionId + "] Received vehicle: " + System.out.println("[" + intersectionId + "] Received vehicle: " +
vehicle.getId() + " from " + message.getSourceNode()); vehicle.getId() + " from " + message.getSourceNode());
// Advance vehicle to next destination in its route // Lógica de Roteamento Local
vehicle.advanceRoute(); vehicle.advanceRoute();
intersection.receiveVehicle(vehicle, clock.getCurrentTime());
// Add vehicle to appropriate queue
intersection.receiveVehicle(vehicle);
// Log queue status after adding vehicle
System.out.printf("[%s] Vehicle %s queued. Total queue size: %d%n", System.out.printf("[%s] Vehicle %s queued. Total queue size: %d%n",
intersectionId, vehicle.getId(), intersection.getTotalQueueSize()); intersectionId, vehicle.getId(), intersection.getTotalQueueSize());
// Record arrival for statistics
recordVehicleArrival(); recordVehicleArrival();
} else if (message.getType() == MessageType.SHUTDOWN) { } else if (message.getType() == MessageType.SHUTDOWN) {
System.out.println( System.out.println(
"[" + intersectionId + "] Received SHUTDOWN command from " + message.getSourceNode()); "[" + intersectionId + "] Received SHUTDOWN command from " + message.getSourceNode());
running = false; running = false;
// Close this specific connection
break; break;
} }
} catch (java.net.SocketTimeoutException e) { } catch (java.net.SocketTimeoutException e) {
// Timeout - check running flag and continue
if (!running) { if (!running) {
break; break;
} }
// Continue waiting for next message
} catch (ClassNotFoundException e) { } catch (ClassNotFoundException e) {
System.err.println("[" + intersectionId + "] Unknown message type received: " + System.err.println("[" + intersectionId + "] Unknown message type received: " +
e.getMessage()); e.getMessage());
break; // Invalid message, close connection break;
} catch (IOException e) { } catch (IOException e) {
if (running) { if (running) {
System.err.println("[" + intersectionId + "] Failed to deserialize message: " + System.err.println("[" + intersectionId + "] Failed to deserialize message: " +
e.getMessage()); e.getMessage());
e.printStackTrace(); // For debugging - maybe change//remove later e.printStackTrace();
} }
break; // Connection error, close connection break;
} }
} }
@@ -885,27 +931,29 @@ public class IntersectionProcess {
if (running) { if (running) {
System.err.println("[" + intersectionId + "] Connection error: " + e.getMessage()); System.err.println("[" + intersectionId + "] Connection error: " + e.getMessage());
} }
// Expected during shutdown
} }
} }
/** /**
* Stops the intersection process gracefully. * Procedimento de Encerramento Gracioso (Graceful Shutdown).
* Shuts down all threads and closes all connections. * <ol>
* <li>Para a aceitação de novas conexões.</li>
* <li>Envia últimas estatísticas.</li>
* <li>Encerra pools de threads.</li>
* <li>Fecha sockets ativos.</li>
* </ol>
*/ */
public void shutdown() { public void shutdown() {
// Check if already shutdown
if (!running) { if (!running) {
return; // Already shutdown, do nothing return;
} }
System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Shutting down..."); System.out.println("\n[" + intersectionId + "] Shutting down...");
running = false; running = false;
// Send final stats before closing connections
sendStatsToDashboard(); sendStatsToDashboard();
// 1. Close ServerSocket first // 1. Close ServerSocket
if (serverSocket != null && !serverSocket.isClosed()) { if (serverSocket != null && !serverSocket.isClosed()) {
try { try {
serverSocket.close(); serverSocket.close();
@@ -914,8 +962,7 @@ public class IntersectionProcess {
} }
} }
// 2. Shutdown thread pools with force // 2. Shutdown thread pools
if (connectionHandlerPool != null && !connectionHandlerPool.isShutdown()) { if (connectionHandlerPool != null && !connectionHandlerPool.isShutdown()) {
connectionHandlerPool.shutdownNow(); connectionHandlerPool.shutdownNow();
} }
@@ -926,9 +973,8 @@ public class IntersectionProcess {
departureExecutor.shutdownNow(); departureExecutor.shutdownNow();
} }
// 3. Wait briefly for termination (don't block forever) // 3. Wait briefly for termination
try { try {
if (connectionHandlerPool != null) { if (connectionHandlerPool != null) {
connectionHandlerPool.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS); connectionHandlerPool.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS);
} }
@@ -964,31 +1010,32 @@ public class IntersectionProcess {
} }
/** /**
* Gets the Intersection object managed by this process. * Obtém o modelo de dados da interseção.
* Useful for testing and monitoring. *
* * @return O objeto Intersection.
* @return The Intersection object.
*/ */
public Intersection getIntersection() { public Intersection getIntersection() {
return intersection; return intersection;
} }
/** /**
* Records that a vehicle has arrived at this intersection. * Regista a chegada de um novo veículo para fins estatísticos.
*/ */
public void recordVehicleArrival() { public void recordVehicleArrival() {
totalArrivals++; totalArrivals++;
} }
/** /**
* Records that a vehicle has departed from this intersection. * Regista a partida de um veículo para fins estatísticos.
*/ */
public void recordVehicleDeparture() { public void recordVehicleDeparture() {
totalDepartures++; totalDepartures++;
} }
/** /**
* Sends current statistics to the dashboard server. * Envia um "snapshot" do estado atual para o Dashboard (Telemetria Push).
* <p>
* Inclui o número acumulado de chegadas, partidas e o tamanho atual das filas.
*/ */
private void sendStatsToDashboard() { private void sendStatsToDashboard() {
if (dashboardClient == null || !dashboardClient.isConnected()) { if (dashboardClient == null || !dashboardClient.isConnected()) {
@@ -996,7 +1043,6 @@ public class IntersectionProcess {
} }
try { try {
// Calculate current queue size
int currentQueueSize = intersection.getTrafficLights().stream() int currentQueueSize = intersection.getTrafficLights().stream()
.mapToInt(TrafficLight::getQueueSize) .mapToInt(TrafficLight::getQueueSize)
.sum(); .sum();
@@ -1006,7 +1052,6 @@ public class IntersectionProcess {
.setIntersectionDepartures(totalDepartures) .setIntersectionDepartures(totalDepartures)
.setIntersectionQueueSize(currentQueueSize); .setIntersectionQueueSize(currentQueueSize);
// Send StatsUpdatePayload directly as the message payload
sd.model.Message message = new sd.model.Message( sd.model.Message message = new sd.model.Message(
MessageType.STATS_UPDATE, MessageType.STATS_UPDATE,
intersectionId, intersectionId,
@@ -1022,4 +1067,4 @@ public class IntersectionProcess {
System.err.println("[" + intersectionId + "] Failed to send stats to dashboard: " + e.getMessage()); System.err.println("[" + intersectionId + "] Failed to send stats to dashboard: " + e.getMessage());
} }
} }
} }

View File

@@ -5,41 +5,70 @@ import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException; import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter; import java.io.PrintWriter;
import java.text.SimpleDateFormat; import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.*; import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
import sd.model.VehicleType; import sd.model.VehicleType;
/** /**
* Executes multiple simulation runs and aggregates results. * Responsável pela agregação e análise estatística de múltiplas execuções da simulação.
* Calculates statistical measures including mean, standard deviation, * <p>
* and confidence intervals across all runs. * Esta classe coleta resultados individuais ({@link SimulationRunResult}) e calcula
* métricas consolidadas, incluindo média, desvio padrão, mediana e intervalos de
* confiança de 95%. O objetivo é fornecer uma visão robusta do comportamento do
* sistema, mitigando a variância estocástica de execuções isoladas.
*/ */
public class MultiRunAnalyzer { public class MultiRunAnalyzer {
/** Lista acumulada de resultados de execuções individuais. */
private final List<SimulationRunResult> results; private final List<SimulationRunResult> results;
/** Identificador do ficheiro de configuração utilizado nas execuções. */
private final String configurationFile; private final String configurationFile;
/**
* Inicializa o analisador para um conjunto específico de configurações.
*
* @param configurationFile O caminho ou nome do ficheiro de configuração base.
*/
public MultiRunAnalyzer(String configurationFile) { public MultiRunAnalyzer(String configurationFile) {
this.configurationFile = configurationFile; this.configurationFile = configurationFile;
this.results = new ArrayList<>(); this.results = new ArrayList<>();
} }
/** /**
* Adds a completed simulation run result. * Adiciona o resultado de uma execução de simulação concluída ao conjunto de dados.
*
* @param result O objeto contendo as métricas da execução individual.
*/ */
public void addResult(SimulationRunResult result) { public void addResult(SimulationRunResult result) {
results.add(result); results.add(result);
} }
/** /**
* Gets the number of completed runs. * Retorna o número total de execuções armazenadas até o momento.
*
* @return O tamanho da lista de resultados.
*/ */
public int getRunCount() { public int getRunCount() {
return results.size(); return results.size();
} }
/** /**
* Generates a comprehensive statistical report. * Gera um relatório estatístico abrangente formatado em texto.
* <p>
* O relatório inclui:
* <ul>
* <li>Métricas globais (throughput, tempos de espera, tempos no sistema).</li>
* <li>Análise segmentada por tipo de veículo ({@link VehicleType}).</li>
* <li>Análise de gargalos por interseção (tamanhos de fila).</li>
* <li>Resumos brutos das execuções individuais.</li>
* </ul>
*
* @return Uma String contendo o relatório completo formatado.
*/ */
public String generateReport() { public String generateReport() {
if (results.isEmpty()) { if (results.isEmpty()) {
@@ -50,65 +79,65 @@ public class MultiRunAnalyzer {
// Header // Header
report.append("=".repeat(80)).append("\n"); report.append("=".repeat(80)).append("\n");
report.append("MULTI-RUN STATISTICAL ANALYSIS\n"); report.append("ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO\n");
report.append("=".repeat(80)).append("\n"); report.append("=".repeat(80)).append("\n");
report.append("Configuration: ").append(configurationFile).append("\n"); report.append("Configuração: ").append(configurationFile).append("\n");
report.append("Number of Runs: ").append(results.size()).append("\n"); report.append("Número de Execuções: ").append(results.size()).append("\n");
report.append("Analysis Date: ").append(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date())).append("\n"); report.append("Data da Análise: ").append(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date())).append("\n");
report.append("\n"); report.append("\n");
// Global metrics // Global metrics
report.append("-".repeat(80)).append("\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("GLOBAL METRICS\n"); report.append("MÉTRICAS GLOBAIS\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
report.append(analyzeMetric("Vehicles Generated", report.append(analyzeMetric("Veículos Gerados",
extractValues(r -> (double) r.getTotalVehiclesGenerated()))); extractValues(r -> (double) r.getTotalVehiclesGenerated())));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Vehicles Completed", report.append(analyzeMetric("Veículos Completados",
extractValues(r -> (double) r.getTotalVehiclesCompleted()))); extractValues(r -> (double) r.getTotalVehiclesCompleted())));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Completion Rate (%)", report.append(analyzeMetric("Taxa de Conclusão (%)",
extractValues(r -> r.getTotalVehiclesGenerated() > 0 extractValues(r -> r.getTotalVehiclesGenerated() > 0
? 100.0 * r.getTotalVehiclesCompleted() / r.getTotalVehiclesGenerated() ? 100.0 * r.getTotalVehiclesCompleted() / r.getTotalVehiclesGenerated()
: 0.0))); : 0.0)));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Average System Time (seconds)", report.append(analyzeMetric("Tempo Médio no Sistema (segundos)",
extractValues(r -> r.getAverageSystemTime()))); extractValues(r -> r.getAverageSystemTime())));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Average Waiting Time (seconds)", report.append(analyzeMetric("Tempo Médio de Espera (segundos)",
extractValues(r -> r.getAverageWaitingTime()))); extractValues(r -> r.getAverageWaitingTime())));
report.append("\n"); report.append("\n");
// Per-vehicle-type analysis // Per-vehicle-type analysis
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("PER-VEHICLE-TYPE ANALYSIS\n"); report.append("ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
for (VehicleType type : VehicleType.values()) { for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
report.append("--- ").append(type).append(" ---\n"); report.append("--- ").append(type).append(" ---\n");
report.append(analyzeMetric(" Vehicle Count", report.append(analyzeMetric(" Contagem de Veículos",
extractValues(r -> (double) r.getVehicleCountByType().getOrDefault(type, 0)))); extractValues(r -> (double) r.getVehicleCountByType().getOrDefault(type, 0))));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Avg System Time (seconds)", report.append(analyzeMetric(" Tempo Médio no Sistema (segundos)",
extractValues(r -> r.getAvgSystemTimeByType().getOrDefault(type, 0.0)))); extractValues(r -> r.getAvgSystemTimeByType().getOrDefault(type, 0.0))));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Avg Waiting Time (seconds)", report.append(analyzeMetric(" Tempo Médio de Espera (segundos)",
extractValues(r -> r.getAvgWaitTimeByType().getOrDefault(type, 0.0)))); extractValues(r -> r.getAvgWaitTimeByType().getOrDefault(type, 0.0))));
report.append("\n\n"); report.append("\n\n");
} }
// Per-intersection analysis // Per-intersection analysis
report.append("-".repeat(80)).append("\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("PER-INTERSECTION ANALYSIS\n"); report.append("ANÁLISE POR INTERSEÇÃO\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
Set<String> allIntersections = new TreeSet<>(); Set<String> allIntersections = new TreeSet<>();
@@ -119,22 +148,22 @@ public class MultiRunAnalyzer {
for (String intersection : allIntersections) { for (String intersection : allIntersections) {
report.append("--- ").append(intersection).append(" ---\n"); report.append("--- ").append(intersection).append(" ---\n");
report.append(analyzeMetric(" Max Queue Size", report.append(analyzeMetric(" Tamanho Máximo da Fila",
extractValues(r -> (double) r.getMaxQueueSizeByIntersection().getOrDefault(intersection, 0)))); extractValues(r -> (double) r.getMaxQueueSizeByIntersection().getOrDefault(intersection, 0))));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Avg Queue Size", report.append(analyzeMetric(" Tamanho Médio da Fila",
extractValues(r -> r.getAvgQueueSizeByIntersection().getOrDefault(intersection, 0.0)))); extractValues(r -> r.getAvgQueueSizeByIntersection().getOrDefault(intersection, 0.0))));
report.append("\n"); report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Vehicles Processed", report.append(analyzeMetric(" Veículos Processados",
extractValues(r -> (double) r.getVehiclesProcessedByIntersection().getOrDefault(intersection, 0)))); extractValues(r -> (double) r.getVehiclesProcessedByIntersection().getOrDefault(intersection, 0))));
report.append("\n\n"); report.append("\n\n");
} }
// Individual run summaries // Individual run summaries
report.append("-".repeat(80)).append("\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("INDIVIDUAL RUN SUMMARIES\n"); report.append("RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n"); report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
for (SimulationRunResult result : results) { for (SimulationRunResult result : results) {
@@ -142,18 +171,24 @@ public class MultiRunAnalyzer {
} }
report.append("=".repeat(80)).append("\n"); report.append("=".repeat(80)).append("\n");
report.append("END OF REPORT\n"); report.append("FIM DO RELATÓRIO\n");
report.append("=".repeat(80)).append("\n"); report.append("=".repeat(80)).append("\n");
return report.toString(); return report.toString();
} }
/** /**
* Analyzes a single metric and returns formatted statistics. * Analisa uma métrica específica e retorna as estatísticas formatadas.
* <p>
* Calcula média, desvio padrão, mediana, intervalo de confiança (95%) e extremos (min/max).
*
* @param metricName O nome descritivo da métrica (ex: "Tempo de Espera").
* @param values A lista de valores numéricos brutos extraídos das execuções.
* @return Uma string formatada com os dados estatísticos.
*/ */
private String analyzeMetric(String metricName, List<Double> values) { private String analyzeMetric(String metricName, List<Double> values) {
if (values.isEmpty() || values.stream().allMatch(v -> v == 0.0)) { if (values.isEmpty() || values.stream().allMatch(v -> v == 0.0)) {
return metricName + ": No data\n"; return metricName + ": Sem dados\n";
} }
double mean = StatisticalAnalysis.mean(values); double mean = StatisticalAnalysis.mean(values);
@@ -165,15 +200,21 @@ public class MultiRunAnalyzer {
return String.format( return String.format(
"%s:\n" + "%s:\n" +
" Mean: %10.2f Std Dev: %10.2f\n" + " Média: %10.2f Desvio Padrão: %10.2f\n" +
" Median: %10.2f 95%% CI: [%.2f, %.2f]\n" + " Mediana: %10.2f IC 95%%: [%.2f, %.2f]\n" +
" Min: %10.2f Max: %10.2f\n", " Mín: %10.2f Máx: %10.2f\n",
metricName, mean, stdDev, median, ci[0], ci[1], min, max metricName, mean, stdDev, median, ci[0], ci[1], min, max
); );
} }
/** /**
* Extracts values using a lambda function. * Extrai valores numéricos dos resultados de simulação usando uma função mapeadora.
* <p>
* Utilizado internamente para transformar a lista de objetos complexos {@link SimulationRunResult}
* em listas simples de Doubles para processamento estatístico.
*
* @param extractor Função lambda que define qual campo extrair de cada resultado.
* @return Lista de valores double correspondentes.
*/ */
private List<Double> extractValues(java.util.function.Function<SimulationRunResult, Double> extractor) { private List<Double> extractValues(java.util.function.Function<SimulationRunResult, Double> extractor) {
List<Double> values = new ArrayList<>(); List<Double> values = new ArrayList<>();
@@ -184,7 +225,10 @@ public class MultiRunAnalyzer {
} }
/** /**
* Saves the report to a file. * Persiste o relatório gerado num ficheiro de texto.
*
* @param filename O caminho do ficheiro de destino.
* @throws IOException Se ocorrer um erro de escrita no disco.
*/ */
public void saveReport(String filename) throws IOException { public void saveReport(String filename) throws IOException {
try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename)))) { try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename)))) {
@@ -193,13 +237,31 @@ public class MultiRunAnalyzer {
} }
/** /**
* Generates a CSV summary for easy import into spreadsheet tools. * Gera um resumo em formato CSV para fácil importação em ferramentas de planilha.
* <p>
* Este método atua como um wrapper para {@link #saveCSVSummary(String)}.
*
* @param filename O caminho do ficheiro CSV de destino.
* @throws IOException Se ocorrer um erro de escrita no disco.
*/
public void saveCSV(String filename) throws IOException {
saveCSVSummary(filename);
}
/**
* Gera e grava o sumário CSV detalhado com métricas chave por execução.
* <p>
* Colunas incluídas: Execução, VeículosGerados, VeículosCompletados, TaxaConclusão,
* TempoMédioSistema, TempoMédioEspera, TempoMínimoSistema, TempoMáximoSistema.
*
* @param filename O caminho do ficheiro CSV de destino.
* @throws IOException Se ocorrer um erro de escrita no disco.
*/ */
public void saveCSVSummary(String filename) throws IOException { public void saveCSVSummary(String filename) throws IOException {
try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename)))) { try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename)))) {
// Header // Header
writer.println("Run,VehiclesGenerated,VehiclesCompleted,CompletionRate," + writer.println("Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão," +
"AvgSystemTime,AvgWaitingTime,MinSystemTime,MaxSystemTime"); "TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema");
// Data rows // Data rows
for (SimulationRunResult result : results) { for (SimulationRunResult result : results) {
@@ -220,4 +282,4 @@ public class MultiRunAnalyzer {
} }
} }
} }
} }

View File

@@ -1,172 +0,0 @@
package sd.analysis;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/**
* Orquestra múltiplas execuções de simulação para análise estatística.
*
* Em vez de correr uma única simulação manualmente, esta ferramenta permite
* correr um "lote"
* de N simulações consecutivas. Isto é essencial para recolher dados
* estatisticamente significativos
* (calcular intervalos de confiança, etc.) conforme exigido pelas
* especificações do projeto.
*
* Utilização:
* java sd.analysis.SimulationBatchRunner <ficheiro-config> <num-execucoes>
* <dir-saida>
*/
public class SimulationBatchRunner {
public static void main(String[] args) {
if (args.length < 3) {
System.err.println("Usage: SimulationBatchRunner <config-file> <num-runs> <output-dir>");
System.err.println("Example: SimulationBatchRunner simulation-medium.properties 10 results/medium");
System.exit(1);
}
String configFile = args[0];
int numRuns;
String outputDir = args[2];
try {
numRuns = Integer.parseInt(args[1]);
if (numRuns < 1 || numRuns > 100) {
throw new IllegalArgumentException("Number of runs must be between 1 and 100");
}
} catch (NumberFormatException e) {
System.err.println("Error: Invalid number of runs: " + args[1]);
System.exit(1);
return;
}
System.out.println("=".repeat(80));
System.out.println("SIMULATION BATCH RUNNER");
System.out.println("=".repeat(80));
System.out.println("Configuration: " + configFile);
System.out.println("Number of Runs: " + numRuns);
System.out.println("Output Directory: " + outputDir);
System.out.println("=".repeat(80));
System.out.println();
// Create output directory
try {
Files.createDirectories(Paths.get(outputDir));
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to create output directory: " + e.getMessage());
System.exit(1);
}
MultiRunAnalyzer analyzer = new MultiRunAnalyzer(configFile);
// Execute runs
for (int i = 1; i <= numRuns; i++) {
System.out.println("\n" + "=".repeat(80));
System.out.println("STARTING RUN " + i + " OF " + numRuns);
System.out.println("=".repeat(80));
SimulationRunResult result = executeSimulationRun(i, configFile, outputDir);
if (result != null) {
analyzer.addResult(result);
System.out.println("\n" + result);
} else {
System.err.println("Run " + i + " failed!");
}
// Pause between runs
if (i < numRuns) {
System.out.println("\nWaiting 10 seconds before next run...");
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
break;
}
}
}
// Generate reports
System.out.println("\n\n" + "=".repeat(80));
System.out.println("ALL RUNS COMPLETE - GENERATING REPORTS");
System.out.println("=".repeat(80));
try {
String timestamp = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd-HHmmss").format(new Date());
String reportFile = outputDir + "/analysis-report-" + timestamp + ".txt";
String csvFile = outputDir + "/summary-" + timestamp + ".csv";
analyzer.saveReport(reportFile);
analyzer.saveCSVSummary(csvFile);
System.out.println("\nReports generated:");
System.out.println(" - Analysis Report: " + reportFile);
System.out.println(" - CSV Summary: " + csvFile);
System.out.println();
// Print report to console
System.out.println(analyzer.generateReport());
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to generate reports: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
/**
* Executa uma única instância da simulação.
*
* Idealmente, este método iniciaria todos os processos necessários
* (Interseções, Nó de Saída, Coordenador),
* esperaria que terminassem e depois recolheria os resultados.
*
* Atualmente, serve como um espaço reservado estrutural para demonstrar como
* funciona o pipeline de análise.
* Para correr uma simulação real, deve iniciar os componentes manualmente ou
* usar um script shell.
*/
private static SimulationRunResult executeSimulationRun(int runNumber, String configFile, String outputDir) {
SimulationRunResult result = new SimulationRunResult(runNumber, configFile);
try {
// TODO: Implement actual simulation execution
// This would involve:
// 1. Starting intersection processes
// 2. Starting exit node process
// 3. Starting dashboard process
// 4. Running coordinator
// 5. Collecting results from dashboard/exit node
// 6. Shutting down all processes
System.out.println("NOTE: Actual simulation execution not yet implemented.");
System.out.println("This batch runner demonstrates the framework structure.");
System.out.println("To run actual simulations, you need to:");
System.out.println(" 1. Start all intersection processes manually");
System.out.println(" 2. Start exit node process");
System.out.println(" 3. Start dashboard process");
System.out.println(" 4. Run coordinator with the configuration file");
System.out.println(" 5. Results will be collected automatically");
// Placeholder: simulate some results
// In real implementation, these would be collected from the actual simulation
result.setTotalVehiclesGenerated(100);
result.setTotalVehiclesCompleted(85);
result.setAverageSystemTime(120.5);
result.setMinSystemTime(45.2);
result.setMaxSystemTime(250.8);
result.setAverageWaitingTime(45.3);
return result;
} catch (Exception e) {
System.err.println("Error executing run " + runNumber + ": " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}

View File

@@ -6,8 +6,12 @@ import java.util.Map;
import sd.model.VehicleType; import sd.model.VehicleType;
/** /**
* Stores the results of a single simulation run. * Encapsula os dados telemétricos e estatísticos resultantes de uma única execução da simulação.
* Contains all key metrics for post-simulation analysis. * <p>
* Esta classe atua como um registo estruturado de métricas de desempenho, armazenando
* dados de latência (tempos de sistema/espera), vazão (throughput) e ocupação de recursos
* (tamanhos de fila). Os dados aqui contidos servem como base para a análise
* estatística agregada realizada pelo {@link MultiRunAnalyzer}.
*/ */
public class SimulationRunResult { public class SimulationRunResult {
@@ -17,11 +21,22 @@ public class SimulationRunResult {
private final long endTimeMillis; private final long endTimeMillis;
// Global metrics // Global metrics
/** Total de veículos instanciados pelos geradores durante a execução. */
private int totalVehiclesGenerated; private int totalVehiclesGenerated;
/** Total de veículos que completaram o percurso e saíram do sistema com sucesso. */
private int totalVehiclesCompleted; private int totalVehiclesCompleted;
/** Média global do tempo total (em segundos) desde a geração até a saída. */
private double averageSystemTime; // seconds private double averageSystemTime; // seconds
/** Menor tempo de sistema registado (em segundos). */
private double minSystemTime; // seconds private double minSystemTime; // seconds
/** Maior tempo de sistema registado (em segundos). */
private double maxSystemTime; // seconds private double maxSystemTime; // seconds
/** Média global do tempo (em segundos) que os veículos passaram parados em filas. */
private double averageWaitingTime; // seconds private double averageWaitingTime; // seconds
// Per-type metrics // Per-type metrics
@@ -34,6 +49,12 @@ public class SimulationRunResult {
private final Map<String, Double> avgQueueSizeByIntersection; private final Map<String, Double> avgQueueSizeByIntersection;
private final Map<String, Integer> vehiclesProcessedByIntersection; private final Map<String, Integer> vehiclesProcessedByIntersection;
/**
* Inicializa um novo contentor de resultados para uma execução específica.
*
* @param runNumber O identificador sequencial desta execução.
* @param configurationFile O ficheiro de configuração utilizado.
*/
public SimulationRunResult(int runNumber, String configurationFile) { public SimulationRunResult(int runNumber, String configurationFile) {
this.runNumber = runNumber; this.runNumber = runNumber;
this.configurationFile = configurationFile; this.configurationFile = configurationFile;
@@ -48,6 +69,10 @@ public class SimulationRunResult {
this.vehiclesProcessedByIntersection = new HashMap<>(); this.vehiclesProcessedByIntersection = new HashMap<>();
} }
/**
* Sinaliza o fim da recolha de dados para esta execução.
* (Placeholder para lógica de finalização de timestamps).
*/
public void markCompleted() { public void markCompleted() {
// This will be called when the run finishes // This will be called when the run finishes
} }
@@ -57,6 +82,11 @@ public class SimulationRunResult {
public String getConfigurationFile() { return configurationFile; } public String getConfigurationFile() { return configurationFile; }
public long getStartTimeMillis() { return startTimeMillis; } public long getStartTimeMillis() { return startTimeMillis; }
public long getEndTimeMillis() { return endTimeMillis; } public long getEndTimeMillis() { return endTimeMillis; }
/**
* Calcula a duração total da execução em milissegundos.
* @return Delta entre fim e início.
*/
public long getDurationMillis() { return endTimeMillis - startTimeMillis; } public long getDurationMillis() { return endTimeMillis - startTimeMillis; }
public int getTotalVehiclesGenerated() { return totalVehiclesGenerated; } public int getTotalVehiclesGenerated() { return totalVehiclesGenerated; }
@@ -66,21 +96,50 @@ public class SimulationRunResult {
public double getMaxSystemTime() { return maxSystemTime; } public double getMaxSystemTime() { return maxSystemTime; }
public double getAverageWaitingTime() { return averageWaitingTime; } public double getAverageWaitingTime() { return averageWaitingTime; }
/**
* Retorna o mapeamento de contagem de veículos por tipo.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<VehicleType, Integer> getVehicleCountByType() { public Map<VehicleType, Integer> getVehicleCountByType() {
return new HashMap<>(vehicleCountByType); return new HashMap<>(vehicleCountByType);
} }
/**
* Retorna o tempo médio no sistema segmentado por tipo de veículo.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<VehicleType, Double> getAvgSystemTimeByType() { public Map<VehicleType, Double> getAvgSystemTimeByType() {
return new HashMap<>(avgSystemTimeByType); return new HashMap<>(avgSystemTimeByType);
} }
/**
* Retorna o tempo médio de espera segmentado por tipo de veículo.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<VehicleType, Double> getAvgWaitTimeByType() { public Map<VehicleType, Double> getAvgWaitTimeByType() {
return new HashMap<>(avgWaitTimeByType); return new HashMap<>(avgWaitTimeByType);
} }
/**
* Retorna o tamanho máximo de fila registado por interseção (gargalos).
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<String, Integer> getMaxQueueSizeByIntersection() { public Map<String, Integer> getMaxQueueSizeByIntersection() {
return new HashMap<>(maxQueueSizeByIntersection); return new HashMap<>(maxQueueSizeByIntersection);
} }
/**
* Retorna o tamanho médio das filas por interseção.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<String, Double> getAvgQueueSizeByIntersection() { public Map<String, Double> getAvgQueueSizeByIntersection() {
return new HashMap<>(avgQueueSizeByIntersection); return new HashMap<>(avgQueueSizeByIntersection);
} }
/**
* Retorna o total de veículos processados (throughput) por interseção.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<String, Integer> getVehiclesProcessedByIntersection() { public Map<String, Integer> getVehiclesProcessedByIntersection() {
return new HashMap<>(vehiclesProcessedByIntersection); return new HashMap<>(vehiclesProcessedByIntersection);
} }
@@ -124,13 +183,17 @@ public class SimulationRunResult {
vehiclesProcessedByIntersection.put(intersection, count); vehiclesProcessedByIntersection.put(intersection, count);
} }
/**
* Gera uma representação textual resumida das métricas principais da execução.
* Útil para logs rápidos e debugging.
*/
@Override @Override
public String toString() { public String toString() {
return String.format( return String.format(
"Run #%d [%s]:\n" + "Execução #%d [%s]:\n" +
" Generated: %d, Completed: %d (%.1f%%)\n" + " Gerados: %d, Completados: %d (%.1f%%)\n" +
" Avg System Time: %.2fs\n" + " Tempo Médio no Sistema: %.2fs\n" +
" Avg Waiting Time: %.2fs", " Tempo Médio de Espera: %.2fs",
runNumber, runNumber,
configurationFile, configurationFile,
totalVehiclesGenerated, totalVehiclesGenerated,
@@ -140,4 +203,4 @@ public class SimulationRunResult {
averageWaitingTime averageWaitingTime
); );
} }
} }

View File

@@ -5,13 +5,19 @@ import java.util.Collections;
import java.util.List; import java.util.List;
/** /**
* Statistical analysis utilities for simulation results. * Utilitário estático para processamento matemático e análise estatística dos dados da simulação.
* Calculates mean, standard deviation, and confidence intervals. * <p>
* Esta classe fornece algoritmos para cálculo de medidas de tendência central (média, mediana),
* dispersão (desvio padrão amostral) e inferência estatística (Intervalos de Confiança).
* É utilizada para normalizar e validar os resultados estocásticos obtidos através de
* múltiplas execuções do sistema.
*/ */
public class StatisticalAnalysis { public class StatisticalAnalysis {
/** /**
* Calculates the mean (average) of a list of values. * Calcula a média aritmética de um conjunto de valores.
* * @param values Lista de valores numéricos (double).
* @return A soma dos valores dividida pelo tamanho da amostra, ou 0.0 se a lista for nula/vazia.
*/ */
public static double mean(List<Double> values) { public static double mean(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) { if (values == null || values.isEmpty()) {
@@ -25,7 +31,13 @@ public class StatisticalAnalysis {
} }
/** /**
* Calculates the sample standard deviation. * Calcula o desvio padrão amostral (sample standard deviation).
* <p>
* Utiliza o denominador {@code n - 1} (Correção de Bessel) para fornecer um
* estimador não viesado da variância populacional, adequado para as amostras
* de simulação.
* * @param values Lista de observações.
* @return O desvio padrão calculado, ou 0.0 se o tamanho da amostra for < 2.
*/ */
public static double standardDeviation(List<Double> values) { public static double standardDeviation(List<Double> values) {
if (values == null || values.size() < 2) { if (values == null || values.size() < 2) {
@@ -45,10 +57,13 @@ public class StatisticalAnalysis {
} }
/** /**
* Calculates the 95% confidence interval for the mean. * Calcula o Intervalo de Confiança (IC) de 95% para a média.
* Uses t-distribution for small samples (n < 30). * <p>
* * Utiliza a distribuição t de Student para maior precisão em amostras pequenas (n < 30),
* @return Array of [lowerBound, upperBound] * onde a aproximação pela distribuição Normal (Z) seria inadequada. O intervalo define
* a faixa onde a verdadeira média populacional reside com 95% de probabilidade.
* * @param values Lista de observações.
* @return Um array de double onde índice 0 é o limite inferior e índice 1 é o limite superior.
*/ */
public static double[] confidenceInterval95(List<Double> values) { public static double[] confidenceInterval95(List<Double> values) {
if (values == null || values.size() < 2) { if (values == null || values.size() < 2) {
@@ -76,8 +91,12 @@ public class StatisticalAnalysis {
} }
/** /**
* Returns the t-critical value for 95% confidence interval. * Retorna o valor crítico t (t-score) para um IC de 95% (bicaudal).
* Approximations for common degrees of freedom (n-1). * <p>
* Baseia-se nos graus de liberdade (gl = n - 1). Para amostras grandes (gl >= 30),
* aproxima-se do valor Z de 1.96.
* * @param sampleSize O tamanho da amostra (n).
* @return O fator multiplicativo t apropriado.
*/ */
private static double getTCriticalValue(int sampleSize) { private static double getTCriticalValue(int sampleSize) {
int df = sampleSize - 1; // degrees of freedom int df = sampleSize - 1; // degrees of freedom
@@ -94,7 +113,9 @@ public class StatisticalAnalysis {
} }
/** /**
* Calculates the minimum value. * Identifica o valor mínimo absoluto na amostra.
* * @param values Lista de valores.
* @return O menor valor encontrado.
*/ */
public static double min(List<Double> values) { public static double min(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) { if (values == null || values.isEmpty()) {
@@ -104,7 +125,9 @@ public class StatisticalAnalysis {
} }
/** /**
* Calculates the maximum value. * Identifica o valor máximo absoluto na amostra.
* * @param values Lista de valores.
* @return O maior valor encontrado.
*/ */
public static double max(List<Double> values) { public static double max(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) { if (values == null || values.isEmpty()) {
@@ -114,7 +137,12 @@ public class StatisticalAnalysis {
} }
/** /**
* Calculates the median value. * Calcula a mediana da amostra.
* <p>
* <b>Nota de Desempenho:</b> Este método ordena uma cópia da lista, resultando em
* complexidade O(n log n).
* * @param values Lista de valores.
* @return O valor central (ou média dos dois centrais) da distribuição ordenada.
*/ */
public static double median(List<Double> values) { public static double median(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) { if (values == null || values.isEmpty()) {
@@ -133,7 +161,12 @@ public class StatisticalAnalysis {
} }
/** /**
* Formats a statistical summary as a string. * Formata um sumário estatístico completo para uma métrica específica.
* <p>
* Útil para logging e geração de relatórios textuais.
* * @param metricName Nome da métrica a ser exibida.
* @param values Os dados brutos associados à métrica.
* @return String formatada contendo Média, Desvio Padrão, IC95%, Min, Max e N.
*/ */
public static String formatSummary(String metricName, List<Double> values) { public static String formatSummary(String metricName, List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) { if (values == null || values.isEmpty()) {
@@ -157,4 +190,4 @@ public class StatisticalAnalysis {
metricName, mean, stdDev, ci[0], ci[1], min, max, values.size() metricName, mean, stdDev, ci[0], ci[1], min, max, values.size()
); );
} }
} }

View File

@@ -14,17 +14,28 @@ import java.util.Properties;
import com.google.gson.Gson; import com.google.gson.Gson;
/** /**
* Carrega e gere configurações da simulação. * Responsável pelo carregamento, validação e acesso centralizado às configurações da simulação.
* * <p>
* <p>Lê propriedades de um ficheiro .properties e fornece getters * Esta classe atua como uma fachada (Facade) para os parâmetros do sistema, abstraindo a origem
* type-safe com valores padrão para robustez. * dos dados (ficheiros {@code .properties} ou JSON). Implementa uma estratégia robusta de
* carregamento de recursos, suportando tanto caminhos absolutos do sistema de ficheiros quanto
* recursos embutidos no <i>classpath</i>.
* <p>
* Além de propriedades chave-valor simples, gerencia a desserialização da topologia da rede
* através da classe interna {@link NetworkConfig}.
*/ */
public class SimulationConfig { public class SimulationConfig {
/** Propriedades carregadas do ficheiro */ /** Armazenamento em memória das propriedades chave-valor carregadas. */
private final Properties properties; private final Properties properties;
/** Estrutura hierárquica da configuração da rede carregada via JSON. */
private NetworkConfig networkConfig; private NetworkConfig networkConfig;
/**
* Objeto de transferência de dados (DTO) que representa a configuração global da rede.
* Mapeado a partir do ficheiro {@code network_config.json}.
*/
public static class NetworkConfig { public static class NetworkConfig {
private List<IntersectionConfig> intersections; private List<IntersectionConfig> intersections;
@@ -33,36 +44,45 @@ public class SimulationConfig {
} }
} }
/**
* DTO que representa a configuração de uma única interseção na topologia.
*/
public static class IntersectionConfig { public static class IntersectionConfig {
private String id; private String id;
private List<String> lights; private List<String> lights;
private Map<String, String> routes; private Map<String, String> routes;
/** @return O identificador único da interseção (ex: "Cr1"). */
public String getId() { public String getId() {
return id; return id;
} }
/** @return Lista de identificadores dos semáforos associados a esta interseção. */
public List<String> getLights() { public List<String> getLights() {
return lights; return lights;
} }
/** @return Mapa de roteamento definindo destinos alcançáveis e seus próximos saltos. */
public Map<String, String> getRoutes() { public Map<String, String> getRoutes() {
return routes; return routes;
} }
} }
/** /**
* Carrega propriedades do ficheiro especificado. * Inicializa o gestor de configuração carregando propriedades do caminho especificado.
* * * <p>Implementa uma estratégia de carregamento em cascata (fallback) para garantir robustez
* <p>Tenta múltiplas estratégias: * em diferentes ambientes de execução (IDE, JAR, Docker):
* <ol> * <ol>
* <li>Caminho direto no sistema de ficheiros * <li><b>Sistema de Ficheiros Direto:</b> Tenta carregar do caminho absoluto ou relativo.</li>
* <li>Recurso no classpath (com normalização automática) * <li><b>Classpath (Contexto):</b> Tenta carregar via {@code Thread.currentThread().getContextClassLoader()},
* <li>Recurso no classpath com barra inicial * normalizando prefixos como "src/main/resources" ou "classpath:".</li>
* <li><b>Classpath (Classe):</b> Tenta carregar via {@code SimulationConfig.class.getResourceAsStream},
* útil para recursos na raiz do JAR.</li>
* </ol> * </ol>
* *
* @param filePath caminho do ficheiro .properties * @param filePath O caminho ou nome do recurso do ficheiro {@code .properties}.
* @throws IOException se o ficheiro não for encontrado * @throws IOException Se o ficheiro não puder ser localizado em nenhuma das estratégias,
* com uma mensagem detalhada das tentativas falhadas.
*/ */
public SimulationConfig(String filePath) throws IOException { public SimulationConfig(String filePath) throws IOException {
properties = new Properties(); properties = new Properties();
@@ -135,6 +155,12 @@ public class SimulationConfig {
throw new IOException(errorMsg.toString(), fileSystemException); throw new IOException(errorMsg.toString(), fileSystemException);
} }
/**
* Carrega a configuração da topologia de rede a partir do ficheiro "network_config.json".
* <p>
* Utiliza a biblioteca Gson para desserialização. Em caso de falha, emite um aviso para o
* {@code System.err} mas não aborta a execução, permitindo o uso de defaults ou redes vazias.
*/
private void loadNetworkConfig() { private void loadNetworkConfig() {
try (InputStream is = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("network_config.json")) { try (InputStream is = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("network_config.json")) {
if (is == null) { if (is == null) {
@@ -151,6 +177,10 @@ public class SimulationConfig {
} }
} }
/**
* Retorna a configuração estruturada da rede.
* @return Objeto {@link NetworkConfig} ou null se o carregamento falhou.
*/
public NetworkConfig getNetworkConfig() { public NetworkConfig getNetworkConfig() {
return networkConfig; return networkConfig;
} }
@@ -158,56 +188,50 @@ public class SimulationConfig {
// --- Network configurations --- // --- Network configurations ---
/** /**
* Gets the host address for a specific intersection. * Obtém o endereço de host (nome DNS ou IP) para uma interseção específica.
* * * @param intersectionId O ID da interseção (ex: "Cr1").
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1"). * @return O host configurado ou "localhost" por omissão.
* @return The host (e.g., "localhost").
*/ */
public String getIntersectionHost(String intersectionId) { public String getIntersectionHost(String intersectionId) {
return properties.getProperty("intersection." + intersectionId + ".host", "localhost"); return properties.getProperty("intersection." + intersectionId + ".host", "localhost");
} }
/** /**
* Gets the port number for a specific intersection. * Obtém a porta de escuta TCP para uma interseção específica.
* * * @param intersectionId O ID da interseção (ex: "Cr1").
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1"). * @return O número da porta. Retorna 0 se não configurado.
* @return The port number.
*/ */
public int getIntersectionPort(String intersectionId) { public int getIntersectionPort(String intersectionId) {
return Integer.parseInt(properties.getProperty("intersection." + intersectionId + ".port", "0")); return Integer.parseInt(properties.getProperty("intersection." + intersectionId + ".port", "0"));
} }
/** /**
* Gets the host address for the dashboard server. * Obtém o endereço de host do servidor de Dashboard (monitorização).
* * @return O host do dashboard (padrão: "localhost").
* @return The dashboard host.
*/ */
public String getDashboardHost() { public String getDashboardHost() {
return properties.getProperty("dashboard.host", "localhost"); return properties.getProperty("dashboard.host", "localhost");
} }
/** /**
* Gets the port number for the dashboard server. * Obtém a porta de conexão do servidor de Dashboard.
* * @return A porta do dashboard (padrão: 9000).
* @return The dashboard port.
*/ */
public int getDashboardPort() { public int getDashboardPort() {
return Integer.parseInt(properties.getProperty("dashboard.port", "9000")); return Integer.parseInt(properties.getProperty("dashboard.port", "9000"));
} }
/** /**
* Gets the host address for the exit node. * Obtém o endereço de host do nó de saída (Exit Node), para onde os veículos são encaminhados ao sair da malha.
* * @return O host do nó de saída (padrão: "localhost").
* @return The exit node host.
*/ */
public String getExitHost() { public String getExitHost() {
return properties.getProperty("exit.host", "localhost"); return properties.getProperty("exit.host", "localhost");
} }
/** /**
* Gets the port number for the exit node. * Obtém a porta de conexão do nó de saída.
* * @return A porta do nó de saída (padrão: 9001).
* @return The exit node port.
*/ */
public int getExitPort() { public int getExitPort() {
return Integer.parseInt(properties.getProperty("exit.port", "9001")); return Integer.parseInt(properties.getProperty("exit.port", "9001"));
@@ -216,68 +240,76 @@ public class SimulationConfig {
// --- Simulation configurations --- // --- Simulation configurations ---
/** /**
* Gets the total duration of the simulation in virtual seconds. * Define a duração total da execução da simulação em segundos virtuais.
* * @return A duração em segundos (padrão: 3600).
* @return The simulation duration.
*/ */
public double getSimulationDuration() { public double getSimulationDuration() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.duration", "3600")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.duration", "3600"));
} }
/** /**
* Get time scaling factor for visualization. * Obtém o fator de escala temporal para visualização/execução.
* 0 = instant (pure DES), 0.01 = 100x speed, 0.1 = 10x speed, 1.0 = real-time * <ul>
* <li>0.0: Execução instantânea (DES puro, velocidade máxima).</li>
* <li>1.0: Tempo real (1 segundo simulado = 1 segundo real).</li>
* <li>0.01: Acelerado 100x.</li>
* </ul>
* @return O fator de escala.
*/ */
public double getTimeScale() { public double getTimeScale() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.time.scale", "0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.time.scale", "0"));
} }
/** /**
* Gets the drain time (in virtual seconds) to allow vehicles to exit after * Obtém o tempo de "drenagem" (drain time) em segundos virtuais.
* generation stops. * <p>
* * Este é o período adicional executado após o fim da geração de veículos para permitir
* @return The drain time. * que os veículos restantes no sistema completem os seus percursos.
* @return O tempo de drenagem (padrão: 60.0s).
*/ */
public double getDrainTime() { public double getDrainTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.drain.time", "60.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.drain.time", "60.0"));
} }
/** /**
* Gets the vehicle arrival model ("POISSON" or "FIXED"). * Determina o modelo estocástico utilizado para a chegada de veículos.
* * @return "POISSON" (distribuição exponencial) ou "FIXED" (intervalo determinístico).
* @return The arrival model as a string.
*/ */
public String getArrivalModel() { public String getArrivalModel() {
return properties.getProperty("simulation.arrival.model", "POISSON"); return properties.getProperty("simulation.arrival.model", "POISSON");
} }
/** /**
* Gets the average arrival rate (lambda) for the POISSON model. * Obtém a taxa média de chegada (lambda) para o modelo Poisson.
* This represents the average number of vehicles arriving per second. * @return Veículos por segundo (padrão: 0.5).
*
* @return The arrival rate.
*/ */
public double getArrivalRate() { public double getArrivalRate() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.arrival.rate", "0.5")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.arrival.rate", "0.5"));
} }
/** /**
* Gets the fixed time interval between vehicle arrivals for the FIXED model. * Obtém o intervalo fixo entre chegadas para o modelo determinístico.
* * @return O intervalo em segundos (padrão: 2.0).
* @return The fixed interval in seconds.
*/ */
public double getFixedArrivalInterval() { public double getFixedArrivalInterval() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.arrival.fixed.interval", "2.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.arrival.fixed.interval", "2.0"));
} }
/**
* Obtém a política de roteamento utilizada pelos veículos para navegar na malha.
* @return A política: "RANDOM", "SHORTEST_PATH" ou "LEAST_CONGESTED".
*/
public String getRoutingPolicy() {
return properties.getProperty("simulation.routing.policy", "RANDOM");
}
// --- Traffic light configurations --- // --- Traffic light configurations ---
/** /**
* Gets the duration of the GREEN light state for a specific traffic light. * Obtém a duração do estado VERDE para um semáforo específico.
* * * @param intersectionId ID da interseção.
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1"). * @param direction Direção do fluxo (ex: "North").
* @param direction The direction of the light (e.g., "North"). * @return Duração em segundos (padrão: 30.0).
* @return The green light time in seconds.
*/ */
public double getTrafficLightGreenTime(String intersectionId, String direction) { public double getTrafficLightGreenTime(String intersectionId, String direction) {
String key = "trafficlight." + intersectionId + "." + direction + ".green"; String key = "trafficlight." + intersectionId + "." + direction + ".green";
@@ -285,11 +317,10 @@ public class SimulationConfig {
} }
/** /**
* Gets the duration of the RED light state for a specific traffic light. * Obtém a duração do estado VERMELHO para um semáforo específico.
* * * @param intersectionId ID da interseção.
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1"). * @param direction Direção do fluxo.
* @param direction The direction of the light (e.g., "North"). * @return Duração em segundos (padrão: 30.0).
* @return The red light time in seconds.
*/ */
public double getTrafficLightRedTime(String intersectionId, String direction) { public double getTrafficLightRedTime(String intersectionId, String direction) {
String key = "trafficlight." + intersectionId + "." + direction + ".red"; String key = "trafficlight." + intersectionId + "." + direction + ".red";
@@ -299,83 +330,74 @@ public class SimulationConfig {
// --- Vehicle configurations --- // --- Vehicle configurations ---
/** /**
* Gets the probability (0.0 to 1.0) that a generated vehicle is of type LIGHT. * Probabilidade (0.0 a 1.0) de geração de um veículo do tipo LIGEIRO (LIGHT).
* * @return Probabilidade (padrão: 0.7).
* @return The probability for LIGHT vehicles.
*/ */
public double getLightVehicleProbability() { public double getLightVehicleProbability() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.light", "0.7")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.light", "0.7"));
} }
/** /**
* Gets the average time it takes a LIGHT vehicle to cross an intersection. * Tempo médio necessário para um veículo LIGEIRO atravessar uma interseção.
* * @return Tempo em segundos (padrão: 2.0).
* @return The crossing time in seconds.
*/ */
public double getLightVehicleCrossingTime() { public double getLightVehicleCrossingTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.light", "2.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.light", "2.0"));
} }
/** /**
* Gets the probability (0.0 to 1.0) that a generated vehicle is of type BIKE. * Probabilidade (0.0 a 1.0) de geração de um veículo do tipo BICICLETA (BIKE).
* * @return Probabilidade (padrão: 0.0).
* @return The probability for BIKE vehicles.
*/ */
public double getBikeVehicleProbability() { public double getBikeVehicleProbability() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.bike", "0.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.bike", "0.0"));
} }
/** /**
* Gets the average time it takes a BIKE vehicle to cross an intersection. * Tempo médio necessário para uma BICICLETA atravessar uma interseção.
* * @return Tempo em segundos (padrão: 1.5).
* @return The crossing time in seconds.
*/ */
public double getBikeVehicleCrossingTime() { public double getBikeVehicleCrossingTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.bike", "1.5")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.bike", "1.5"));
} }
/** /**
* Gets the probability (0.0 to 1.0) that a generated vehicle is of type HEAVY. * Probabilidade (0.0 a 1.0) de geração de um veículo PESADO (HEAVY).
* * @return Probabilidade (padrão: 0.0).
* @return The probability for HEAVY vehicles.
*/ */
public double getHeavyVehicleProbability() { public double getHeavyVehicleProbability() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.heavy", "0.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.heavy", "0.0"));
} }
/** /**
* Gets the average time it takes a HEAVY vehicle to cross an intersection. * Tempo médio necessário para um veículo PESADO atravessar uma interseção.
* * @return Tempo em segundos (padrão: 4.0).
* @return The crossing time in seconds.
*/ */
public double getHeavyVehicleCrossingTime() { public double getHeavyVehicleCrossingTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.heavy", "4.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.heavy", "4.0"));
} }
/** /**
* Gets the base travel time between intersections for light vehicles. * Define o tempo base de viagem entre interseções para veículos padrão.
* * @return Tempo em segundos (padrão: 8.0).
* @return The base travel time in seconds.
*/ */
public double getBaseTravelTime() { public double getBaseTravelTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.base", "8.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.base", "8.0"));
} }
/** /**
* Gets the travel time multiplier for bike vehicles. * Multiplicador de tempo de viagem para bicicletas.
* Bike travel time = base time × this multiplier. * <p>Tempo efetivo = Base * Multiplicador.
* * @return Fator multiplicativo (padrão: 0.5).
* @return The multiplier for bike travel time.
*/ */
public double getBikeTravelTimeMultiplier() { public double getBikeTravelTimeMultiplier() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.bike.multiplier", "0.5")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.bike.multiplier", "0.5"));
} }
/** /**
* Gets the travel time multiplier for heavy vehicles. * Multiplicador de tempo de viagem para veículos pesados.
* Heavy vehicle travel time = base time × this multiplier. * <p>Tempo efetivo = Base * Multiplicador.
* * @return Fator multiplicativo (padrão: 4.0).
* @return The multiplier for heavy vehicle travel time.
*/ */
public double getHeavyTravelTimeMultiplier() { public double getHeavyTravelTimeMultiplier() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.heavy.multiplier", "4.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.heavy.multiplier", "4.0"));
@@ -384,9 +406,8 @@ public class SimulationConfig {
// --- Statistics --- // --- Statistics ---
/** /**
* Gets the interval (in virtual seconds) between periodic statistics updates. * Intervalo de tempo (em segundos virtuais) para agregação e envio de estatísticas periódicas.
* * @return Intervalo de atualização (padrão: 1.0).
* @return The statistics update interval.
*/ */
public double getStatisticsUpdateInterval() { public double getStatisticsUpdateInterval() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("statistics.update.interval", "1.0")); return Double.parseDouble(properties.getProperty("statistics.update.interval", "1.0"));
@@ -395,21 +416,19 @@ public class SimulationConfig {
// --- Generic getters --- // --- Generic getters ---
/** /**
* Generic method to get any property as a string, with a default value. * Recupera uma propriedade genérica como String, com valor padrão de segurança.
* * * @param key A chave da propriedade.
* @param key The property key. * @param defaultValue O valor a retornar caso a chave não exista.
* @param defaultValue The value to return if the key is not found. * @return O valor da propriedade ou o default.
* @return The property value or the default.
*/ */
public String getProperty(String key, String defaultValue) { public String getProperty(String key, String defaultValue) {
return properties.getProperty(key, defaultValue); return properties.getProperty(key, defaultValue);
} }
/** /**
* Generic method to get any property as a string. * Recupera uma propriedade genérica como String.
* * * @param key A chave da propriedade.
* @param key The property key. * @return O valor da propriedade ou null se não encontrada.
* @return The property value, or null if not found.
*/ */
public String getProperty(String key) { public String getProperty(String key) {
return properties.getProperty(key); return properties.getProperty(key);

View File

@@ -5,6 +5,7 @@ import java.util.HashMap;
import java.util.Map; import java.util.Map;
import sd.config.SimulationConfig; import sd.config.SimulationConfig;
import sd.dashboard.DashboardStatistics;
import sd.dashboard.StatsUpdatePayload; import sd.dashboard.StatsUpdatePayload;
import sd.des.DESEventType; import sd.des.DESEventType;
import sd.des.EventQueue; import sd.des.EventQueue;
@@ -14,37 +15,62 @@ import sd.logging.EventLogger;
import sd.model.Message; import sd.model.Message;
import sd.model.MessageType; import sd.model.MessageType;
import sd.model.Vehicle; import sd.model.Vehicle;
import sd.routing.LeastCongestedRouteSelector;
import sd.routing.RandomRouteSelector;
import sd.routing.RouteSelector;
import sd.routing.RoutingPolicy;
import sd.routing.ShortestPathRouteSelector;
import sd.serialization.SerializationException; import sd.serialization.SerializationException;
import sd.util.VehicleGenerator; import sd.util.VehicleGenerator;
/** /**
* Coordenador central da simulação distribuída. * Coordenador central da arquitetura de simulação distribuída.
* * <p>
* <p>Responsabilidades: * Este processo atua como o "cérebro" da simulação, sendo responsável por:
* <ol> * <ol>
* <li>Gerar veículos segundo modelo configurado (Poisson/Fixed) * <li><b>Orquestração DES:</b> Gerir o relógio global ({@link SimulationClock}) e a fila de eventos prioritária.</li>
* <li>Injetar veículos nas interseções de entrada * <li><b>Geração de Carga:</b> Injetar veículos na malha viária seguindo distribuições estocásticas (Poisson) ou determinísticas.</li>
* <li>Gerir relógio global e sincronizar componentes * <li><b>Encaminhamento Dinâmico:</b> Decidir as rotas dos veículos com base na política ativa (Random, Shortest Path, Least Congested).</li>
* <li><b>Sincronização:</b> Garantir que todos os nós (Interseções e Dashboard) operem em uníssono.</li>
* </ol> * </ol>
*
* <p>Usa motor DES para agendar eventos de geração com precisão.
* Mantém fila de prioridade e processa eventos em ordem cronológica.
*/ */
public class CoordinatorProcess { public class CoordinatorProcess {
private final SimulationConfig config; private final SimulationConfig config;
private final VehicleGenerator vehicleGenerator; private final VehicleGenerator vehicleGenerator;
/** Mapa de clientes TCP persistentes para cada interseção (Worker Nodes). */
private final Map<String, SocketClient> intersectionClients; private final Map<String, SocketClient> intersectionClients;
private SocketClient dashboardClient; private SocketClient dashboardClient;
// Componentes DES (Discrete Event Simulation)
private final SimulationClock clock; private final SimulationClock clock;
private final EventQueue eventQueue; private final EventQueue eventQueue;
private final EventLogger eventLogger; private final EventLogger eventLogger;
// Estado da simulação
private int vehicleCounter; private int vehicleCounter;
private boolean running; private boolean running;
private double timeScale; private double timeScale;
private RouteSelector currentRouteSelector;
/** Referência para estatísticas do dashboard para polling de mudanças de política. */
private DashboardStatistics dashboardStatistics;
/**
* Monitorização local (aproximada) dos tamanhos de fila nas interseções.
* <p>
* Utilizado exclusivamente pela política {@link LeastCongestedRouteSelector}.
* O coordenador incrementa este contador ao enviar um veículo para uma interseção.
* Nota: Esta é uma visão "borda" (edge) e pode não refletir a saída em tempo real
* dos veículos, mas serve como heurística suficiente para balanceamento de carga.
*/
private final Map<String, Integer> intersectionQueueSizes;
/**
* Ponto de entrada do processo Coordenador.
* Carrega configurações, estabelece conexões TCP e inicia o loop de eventos.
*/
public static void main(String[] args) { public static void main(String[] args) {
System.out.println("=".repeat(60)); System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("COORDINATOR PROCESS - DISTRIBUTED TRAFFIC SIMULATION"); System.out.println("COORDINATOR PROCESS - DISTRIBUTED TRAFFIC SIMULATION");
@@ -75,13 +101,24 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
} }
/**
* Inicializa o coordenador com a configuração fornecida.
* Configura o motor DES, logging e o seletor de rotas inicial.
*
* @param config Objeto de configuração carregado.
*/
public CoordinatorProcess(SimulationConfig config) { public CoordinatorProcess(SimulationConfig config) {
this.config = config; this.config = config;
this.vehicleGenerator = new VehicleGenerator(config);
// Inicializa o RouteSelector baseado na política configurada
this.currentRouteSelector = createRouteSelector(config.getRoutingPolicy());
this.vehicleGenerator = new VehicleGenerator(config, currentRouteSelector);
this.intersectionClients = new HashMap<>(); this.intersectionClients = new HashMap<>();
this.vehicleCounter = 0; this.vehicleCounter = 0;
this.running = false; this.running = false;
this.timeScale = config.getTimeScale(); this.timeScale = config.getTimeScale();
this.intersectionQueueSizes = new HashMap<>();
this.clock = new SimulationClock(); this.clock = new SimulationClock();
this.eventQueue = new EventQueue(true); this.eventQueue = new EventQueue(true);
@@ -94,9 +131,46 @@ public class CoordinatorProcess {
System.out.println(" - Simulation duration: " + config.getSimulationDuration() + "s"); System.out.println(" - Simulation duration: " + config.getSimulationDuration() + "s");
System.out.println(" - Arrival model: " + config.getArrivalModel()); System.out.println(" - Arrival model: " + config.getArrivalModel());
System.out.println(" - Arrival rate: " + config.getArrivalRate() + " vehicles/s"); System.out.println(" - Arrival rate: " + config.getArrivalRate() + " vehicles/s");
System.out.println(" - Routing policy: " + config.getRoutingPolicy());
System.out.println(" - DES Mode: ENABLED (Event-driven, no time-stepping)"); System.out.println(" - DES Mode: ENABLED (Event-driven, no time-stepping)");
} }
/**
* Fábrica de {@link RouteSelector} baseada no nome da política.
* * @param policyName Nome da política (RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED).
* @return Uma instância da estratégia de roteamento.
*/
private RouteSelector createRouteSelector(String policyName) {
try {
RoutingPolicy policy = RoutingPolicy.valueOf(policyName.toUpperCase());
switch (policy) {
case RANDOM:
System.out.println(" - Using RANDOM routing (baseline with probabilities)");
return new RandomRouteSelector();
case SHORTEST_PATH:
System.out.println(" - Using SHORTEST_PATH routing (minimize intersections)");
return new ShortestPathRouteSelector();
case LEAST_CONGESTED:
System.out.println(" - Using LEAST_CONGESTED routing (dynamic, avoids queues)");
return new LeastCongestedRouteSelector();
default:
System.err.println(" ! Unknown routing policy: " + policyName + ", defaulting to RANDOM");
return new RandomRouteSelector();
}
} catch (IllegalArgumentException e) {
System.err.println(" ! Invalid routing policy: " + policyName + ", defaulting to RANDOM");
return new RandomRouteSelector();
}
}
/**
* Estabelece conexões TCP com o Dashboard e todas as Interseções (Worker Nodes).
* Essencial para o envio de comandos de controle e injeção de veículos.
*/
public void initialize() { public void initialize() {
// Connect to dashboard first // Connect to dashboard first
connectToDashboard(); connectToDashboard();
@@ -126,6 +200,15 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
} }
/**
* Loop principal da simulação (DES Engine).
* <p>
* Executa a sequência:
* 1. Retira o próximo evento da fila prioritária.
* 2. Avança o relógio virtual para o timestamp do evento.
* 3. Aplica escala temporal (Time Scale) para visualização, se necessário.
* 4. Processa o evento.
*/
public void run() { public void run() {
double duration = config.getSimulationDuration(); double duration = config.getSimulationDuration();
double drainTime = config.getDrainTime(); double drainTime = config.getDrainTime();
@@ -205,14 +288,9 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
/** /**
* Trata um único evento de simulação. * Trata o processamento de um evento DES retirado da fila.
* * * @param event O evento a ser processado.
* É aqui que a magia acontece. Dependendo do tipo de evento (como * @param generationDuration Duração da fase de geração ativa (antes do 'drain time').
* VEHICLE_GENERATION),
* atualizamos o estado do mundo. Para a geração de veículos, criamos um novo
* veículo,
* enviamo-lo para uma interseção e depois agendamos o *próximo* evento de
* geração.
*/ */
private void processEvent(SimulationEvent event, double generationDuration) { private void processEvent(SimulationEvent event, double generationDuration) {
double currentTime = clock.getCurrentTime(); double currentTime = clock.getCurrentTime();
@@ -221,9 +299,12 @@ public class CoordinatorProcess {
case VEHICLE_GENERATION: case VEHICLE_GENERATION:
// Only generate if we're still in the generation phase // Only generate if we're still in the generation phase
if (currentTime < generationDuration) { if (currentTime < generationDuration) {
// Check for routing policy changes from dashboard
checkForPolicyChanges();
generateAndSendVehicle(); generateAndSendVehicle();
// Schedule next vehicle generation // Schedule next vehicle generation (Recursive scheduling)
double nextArrivalTime = vehicleGenerator.getNextArrivalTime(currentTime); double nextArrivalTime = vehicleGenerator.getNextArrivalTime(currentTime);
eventQueue.schedule(new SimulationEvent( eventQueue.schedule(new SimulationEvent(
nextArrivalTime, nextArrivalTime,
@@ -247,9 +328,8 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
/** /**
* Guarda o histórico completo de eventos de simulação num ficheiro de texto. * Exporta o log completo de eventos DES para auditoria e debug.
* Isto permite-nos auditar exatamente o que aconteceu e quando, o que é crucial * Caminho: {@code logs/coordinator-event-history.txt}.
* para depuração e verificação.
*/ */
private void exportEventHistory() { private void exportEventHistory() {
try (java.io.PrintWriter writer = new java.io.PrintWriter( try (java.io.PrintWriter writer = new java.io.PrintWriter(
@@ -262,9 +342,16 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
} }
/**
* Gera um novo veículo e envia-o via TCP para a interseção de entrada apropriada.
* Também atualiza o rastreio local de filas para balanceamento de carga.
*/
private void generateAndSendVehicle() { private void generateAndSendVehicle() {
double currentTime = clock.getCurrentTime(); double currentTime = clock.getCurrentTime();
Vehicle vehicle = vehicleGenerator.generateVehicle("V" + (++vehicleCounter), currentTime);
// Usa os tamanhos de fila rastreados localmente para política LEAST_CONGESTED
// Isto permite roteamento dinâmico baseado no estado atual da rede
Vehicle vehicle = vehicleGenerator.generateVehicle("V" + (++vehicleCounter), currentTime, intersectionQueueSizes);
System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s generated (type=%s, route=%s)%n", System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s generated (type=%s, route=%s)%n",
currentTime, vehicle.getId(), vehicle.getType(), vehicle.getRoute()); currentTime, vehicle.getId(), vehicle.getType(), vehicle.getRoute());
@@ -272,6 +359,11 @@ public class CoordinatorProcess {
// Log to event logger // Log to event logger
eventLogger.log(sd.logging.EventType.VEHICLE_GENERATED, "Coordinator", eventLogger.log(sd.logging.EventType.VEHICLE_GENERATED, "Coordinator",
String.format("[%s] Type: %s, Route: %s", vehicle.getId(), vehicle.getType(), vehicle.getRoute())); String.format("[%s] Type: %s, Route: %s", vehicle.getId(), vehicle.getType(), vehicle.getRoute()));
// Update local queue size tracking (increment first intersection's queue)
String firstIntersection = vehicle.getRoute().get(0);
intersectionQueueSizes.put(firstIntersection,
intersectionQueueSizes.getOrDefault(firstIntersection, 0) + 1);
// Send generation count to dashboard // Send generation count to dashboard
sendGenerationStatsToDashboard(); sendGenerationStatsToDashboard();
@@ -285,6 +377,9 @@ public class CoordinatorProcess {
sendVehicleToIntersection(vehicle, entryIntersection); sendVehicleToIntersection(vehicle, entryIntersection);
} }
/**
* Serializa e transmite o objeto Veículo para o nó (interseção) de destino.
*/
private void sendVehicleToIntersection(Vehicle vehicle, String intersectionId) { private void sendVehicleToIntersection(Vehicle vehicle, String intersectionId) {
SocketClient client = intersectionClients.get(intersectionId); SocketClient client = intersectionClients.get(intersectionId);
@@ -309,6 +404,9 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
} }
/**
* Encerra graciosamente a simulação, enviando sinais de SHUTDOWN para todos os nós.
*/
public void shutdown() { public void shutdown() {
System.out.println(); System.out.println();
System.out.println("=".repeat(60)); System.out.println("=".repeat(60));
@@ -344,6 +442,65 @@ public class CoordinatorProcess {
running = false; running = false;
} }
/**
* Altera dinamicamente a política de roteamento durante a simulação (Hot-swap).
* Thread-safe.
* * @param policyName nome da nova política (RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED)
*/
public synchronized void changeRoutingPolicy(String policyName) {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("ROUTING POLICY CHANGE REQUEST");
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("Current policy: " + getCurrentPolicyName());
System.out.println("Requested policy: " + policyName);
RouteSelector newSelector = createRouteSelector(policyName);
this.currentRouteSelector = newSelector;
this.vehicleGenerator.setRouteSelector(newSelector);
System.out.println("Routing policy successfully changed to: " + policyName);
System.out.println(" - New vehicles will use the updated policy");
System.out.println("=".repeat(60) + "\n");
eventLogger.log(sd.logging.EventType.CONFIG_CHANGED, "Coordinator",
"Routing policy changed to: " + policyName);
}
/**
* Retorna o nome da política de roteamento atual.
*/
private String getCurrentPolicyName() {
if (currentRouteSelector instanceof RandomRouteSelector) {
return "RANDOM";
} else if (currentRouteSelector instanceof ShortestPathRouteSelector) {
return "SHORTEST_PATH";
} else if (currentRouteSelector instanceof LeastCongestedRouteSelector) {
return "LEAST_CONGESTED";
}
return "UNKNOWN";
}
/**
* Verifica se há solicitação de mudança de política proveniente do dashboard
* e aplica a alteração se houver.
*/
private void checkForPolicyChanges() {
if (dashboardStatistics != null) {
String requestedPolicy = dashboardStatistics.getAndClearRequestedRoutingPolicy();
if (requestedPolicy != null && !requestedPolicy.isEmpty()) {
changeRoutingPolicy(requestedPolicy);
}
}
}
/**
* Injeta a referência para as estatísticas do dashboard.
* Permite que o coordenador consuma intenções de mudança de política do utilizador.
*/
public void setDashboardStatistics(DashboardStatistics stats) {
this.dashboardStatistics = stats;
}
private void connectToDashboard() { private void connectToDashboard() {
try { try {
String host = config.getDashboardHost(); String host = config.getDashboardHost();
@@ -382,6 +539,11 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
} }
/**
* Sincronização Global: Envia o timestamp de início (System.currentTimeMillis)
* para todos os componentes distribuídos, garantindo uma base de tempo comum
* para métricas de latência.
*/
private void sendSimulationStartTime() { private void sendSimulationStartTime() {
long startTimeMillis = System.currentTimeMillis(); long startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
@@ -413,4 +575,4 @@ public class CoordinatorProcess {
} }
} }
} }
} }

View File

@@ -10,10 +10,14 @@ import sd.serialization.SerializationException;
import sd.serialization.SerializerFactory; import sd.serialization.SerializerFactory;
/** /**
* Cliente socket para comunicação com um processo de interseção. * Abstração de cliente TCP para comunicação outbound (de saída) com nós da rede.
* * <p>
* <p>Gere uma ligação TCP persistente para uma interseção, * Esta classe encapsula a gestão do socket raw, oferecendo uma interface de alto nível
* fornecendo uma forma simples de enviar mensagens serializadas.</p> * para envio de objetos {@link Message}. Implementa o protocolo de camada de aplicação
* proprietário, garantindo a serialização correta e o enquadramento (framing) dos dados
* na stream TCP.
* <p>
* É utilizada pelo Coordenador para controlar Interseções e enviar telemetria para o Dashboard.
*/ */
public class SocketClient { public class SocketClient {
@@ -25,11 +29,11 @@ public class SocketClient {
private MessageSerializer serializer; private MessageSerializer serializer;
/** /**
* Cria um novo cliente socket para uma interseção. * Instancia um novo cliente socket configurado para um destino específico.
* *
* @param intersectionId ID da interseção (ex: "Cr1") * @param intersectionId Identificador lógico do nó de destino (ex: "Cr1", "Dashboard").
* @param host endereço do host (ex: "localhost") * @param host Endereço IP ou hostname do destino.
* @param port número da porta * @param port Porta TCP de escuta do destino.
*/ */
public SocketClient(String intersectionId, String host, int port) { public SocketClient(String intersectionId, String host, int port) {
this.intersectionId = intersectionId; this.intersectionId = intersectionId;
@@ -39,9 +43,8 @@ public class SocketClient {
} }
/** /**
* Liga-se ao processo da interseção via TCP. * Estabelece a conexão TCP (Handshake SYN/ACK) com o host remoto.
* * * @throws IOException Se o host for inalcançável ou a conexão for recusada.
* @throws IOException se a ligação não puder ser estabelecida
*/ */
public void connect() throws IOException { public void connect() throws IOException {
try { try {
@@ -55,12 +58,22 @@ public class SocketClient {
} }
/** /**
* Envia uma mensagem para a interseção ligada. * Serializa e transmite uma mensagem através do socket conectado.
* A mensagem é serializada e enviada pelo socket. * <p>
* <b>Protocolo de Envio (Length-Prefix Framing):</b>
* <ol>
* <li>Serializa o objeto {@link Message} para um array de bytes.</li>
* <li>Calcula o tamanho (N) do array.</li>
* <li>Escreve um cabeçalho de 4 bytes contendo N (Big-Endian).</li>
* <li>Escreve os N bytes do payload (corpo da mensagem).</li>
* <li>Realiza flush no stream para forçar o envio imediato do pacote TCP.</li>
* </ol>
* Este mecanismo garante que o recetor saiba exatamente quantos bytes ler,
* prevenindo problemas de fragmentação ou aglutinação de pacotes TCP.
* *
* @param message mensagem a enviar * @param message O objeto de domínio a ser enviado.
* @throws SerializationException se a serialização falhar * @throws SerializationException Se o objeto não puder ser convertido para bytes.
* @throws IOException se a escrita no socket falhar * @throws IOException Se houver falha na escrita do socket (ex: conexão resetada).
*/ */
public void send(Message message) throws SerializationException, IOException { public void send(Message message) throws SerializationException, IOException {
if (socket == null || socket.isClosed()) { if (socket == null || socket.isClosed()) {
@@ -71,11 +84,13 @@ public class SocketClient {
byte[] data = serializer.serialize(message); byte[] data = serializer.serialize(message);
int length = data.length; int length = data.length;
// Write 4-byte length header (Big Endian)
outputStream.write((length >> 24) & 0xFF); outputStream.write((length >> 24) & 0xFF);
outputStream.write((length >> 16) & 0xFF); outputStream.write((length >> 16) & 0xFF);
outputStream.write((length >> 8) & 0xFF); outputStream.write((length >> 8) & 0xFF);
outputStream.write(length & 0xFF); outputStream.write(length & 0xFF);
// Write payload
outputStream.write(data); outputStream.write(data);
outputStream.flush(); outputStream.flush();
@@ -86,8 +101,10 @@ public class SocketClient {
} }
/** /**
* Closes the socket connection safely. * Realiza o encerramento gracioso (graceful shutdown) da conexão.
* Calling it multiple times wont cause issues. * Liberta os recursos do sistema operativo (descritores de arquivo).
* <p>
* Operação idempotente: pode ser chamada múltiplas vezes sem erro.
*/ */
public void close() { public void close() {
try { try {
@@ -104,7 +121,8 @@ public class SocketClient {
} }
/** /**
* @return true if connected and socket is open, false otherwise * Verifica o estado atual da conexão.
* * @return true se o socket estiver instanciado, conectado e aberto; false caso contrário.
*/ */
public boolean isConnected() { public boolean isConnected() {
return socket != null && socket.isConnected() && !socket.isClosed(); return socket != null && socket.isConnected() && !socket.isClosed();
@@ -119,4 +137,4 @@ public class SocketClient {
return String.format("SocketClient[intersection=%s, host=%s, port=%d, connected=%s]", return String.format("SocketClient[intersection=%s, host=%s, port=%d, connected=%s]",
intersectionId, host, port, isConnected()); intersectionId, host, port, isConnected());
} }
} }

View File

@@ -0,0 +1,576 @@
package sd.dashboard;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import javafx.application.Platform;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.CheckBox;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.control.ProgressBar;
import javafx.scene.control.Spinner;
import javafx.scene.control.TextArea;
import javafx.scene.layout.HBox;
import javafx.scene.layout.Priority;
import javafx.scene.layout.VBox;
import javafx.stage.Modality;
import javafx.stage.Stage;
import sd.analysis.MultiRunAnalyzer;
import sd.analysis.SimulationRunResult;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Diálogo para configuração e execução de análise de desempenho em lote (Batch Processing).
* <p>
* Esta classe fornece uma interface gráfica para automatizar múltiplas execuções da simulação
* sob diferentes cenários de carga. É responsável por:
* <ol>
* <li>Orquestrar o ciclo de vida dos processos de simulação (start/stop/wait).</li>
* <li>Coletar métricas estatísticas de cada execução.</li>
* <li>Agregar resultados usando o {@link MultiRunAnalyzer}.</li>
* <li>Gerar relatórios consolidados para análise de variância e intervalos de confiança.</li>
* </ol>
* A execução ocorre numa thread separada (background) para manter a responsividade da UI.
*/
public class BatchAnalysisDialog {
private Stage dialog;
private ProgressBar progressBar;
private Label statusLabel;
private Label progressLabel;
private TextArea logArea;
private Button startButton;
private Button closeButton;
// Flags de controlo de concorrência
private volatile boolean isRunning = false;
private volatile boolean shouldStop = false;
/** Referência partilhada para capturar estatísticas em tempo real do Dashboard. */
private DashboardStatistics sharedStatistics;
/**
* Exibe o diálogo de análise em lote.
* * @param owner A janela pai (Stage) para modalidade.
* @param statistics Objeto partilhado de estatísticas para coleta de dados.
*/
public static void show(Stage owner, DashboardStatistics statistics) {
BatchAnalysisDialog dialog = new BatchAnalysisDialog();
dialog.sharedStatistics = statistics;
dialog.createAndShow(owner);
}
/**
* Constrói e inicializa a interface gráfica do diálogo.
*/
private void createAndShow(Stage owner) {
dialog = new Stage();
dialog.initOwner(owner);
dialog.initModality(Modality.APPLICATION_MODAL);
dialog.setTitle("Batch Performance Analysis");
VBox root = new VBox(20);
root.setPadding(new Insets(20));
root.setAlignment(Pos.TOP_CENTER);
// Estilo Dark Mode conforme guidelines visuais
root.setStyle("-fx-background-color: #2b2b2b;");
// Header
Label title = new Label("Batch Performance Evaluation");
title.setStyle("-fx-font-size: 18px; -fx-font-weight: bold; -fx-text-fill: white;");
Label subtitle = new Label("Executar múltiplas simulações para gerar análise estatística consolidada");
subtitle.setStyle("-fx-font-size: 12px; -fx-text-fill: #cccccc;");
subtitle.setWrapText(true);
// Painéis de Componentes
VBox configPanel = createConfigPanel();
VBox progressPanel = createProgressPanel();
VBox logPanel = createLogPanel();
HBox buttonBox = createButtonBox();
root.getChildren().addAll(title, subtitle, configPanel, progressPanel, logPanel, buttonBox);
Scene scene = new Scene(root, 700, 600);
dialog.setScene(scene);
// Tratamento de fecho da janela: interromper thread de worker se ativa
dialog.setOnCloseRequest(e -> {
if (isRunning) {
e.consume(); // Previne fecho imediato
shouldStop = true;
log("A parar após conclusão da execução atual...");
}
});
dialog.show();
}
private VBox createConfigPanel() {
VBox panel = new VBox(15);
panel.setPadding(new Insets(15));
panel.setStyle("-fx-background-color: rgba(255, 255, 255, 0.05); -fx-background-radius: 5;");
Label header = new Label("Configuração");
header.setStyle("-fx-font-size: 14px; -fx-font-weight: bold; -fx-text-fill: white;");
// Runs per scenario
HBox runsBox = new HBox(10);
runsBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label runsLabel = new Label("Execuções por cenário:");
runsLabel.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-min-width: 150px;");
Spinner<Integer> runsSpinner = new Spinner<>(1, 20, 5, 1);
runsSpinner.setEditable(true);
runsSpinner.setPrefWidth(80);
runsSpinner.setId("runsSpinner");
runsBox.getChildren().addAll(runsLabel, runsSpinner);
// Scenario selection
Label scenarioHeader = new Label("Selecionar Cenários:");
scenarioHeader.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-font-size: 12px; -fx-font-weight: bold;");
CheckBox lowCheck = new CheckBox("Carga Baixa (λ=0.2 v/s)");
lowCheck.setSelected(true);
lowCheck.setId("lowCheck");
lowCheck.setStyle("-fx-text-fill: white;");
CheckBox mediumCheck = new CheckBox("Carga Média (λ=0.5 v/s)");
mediumCheck.setSelected(true);
mediumCheck.setId("mediumCheck");
mediumCheck.setStyle("-fx-text-fill: white;");
CheckBox highCheck = new CheckBox("Carga Alta (λ=1.0 v/s)");
highCheck.setSelected(true);
highCheck.setId("highCheck");
highCheck.setStyle("-fx-text-fill: white;");
// Run duration
HBox durationBox = new HBox(10);
durationBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label durationLabel = new Label("Duração (segundos):");
durationLabel.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-min-width: 150px;");
Spinner<Integer> durationSpinner = new Spinner<>(30, 3600, 120, 30);
durationSpinner.setEditable(true);
durationSpinner.setPrefWidth(80);
durationSpinner.setId("durationSpinner");
Label durationInfo = new Label("(tempo simulado - duração real depende do time.scale)");
durationInfo.setStyle("-fx-text-fill: #999999; -fx-font-size: 10px;");
durationBox.getChildren().addAll(durationLabel, durationSpinner, durationInfo);
panel.getChildren().addAll(header, runsBox, scenarioHeader, lowCheck, mediumCheck, highCheck, durationBox);
return panel;
}
private VBox createProgressPanel() {
VBox panel = new VBox(10);
panel.setPadding(new Insets(15));
panel.setStyle("-fx-background-color: rgba(255, 255, 255, 0.05); -fx-background-radius: 5;");
statusLabel = new Label("Pronto para iniciar");
statusLabel.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold;");
progressBar = new ProgressBar(0);
progressBar.setPrefWidth(Double.MAX_VALUE);
progressBar.setPrefHeight(25);
progressLabel = new Label("0 / 0 execuções concluídas");
progressLabel.setStyle("-fx-text-fill: #cccccc; -fx-font-size: 11px;");
panel.getChildren().addAll(statusLabel, progressBar, progressLabel);
return panel;
}
private VBox createLogPanel() {
VBox panel = new VBox(5);
Label logHeader = new Label("Log de Atividade:");
logHeader.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-font-size: 12px; -fx-font-weight: bold;");
logArea = new TextArea();
logArea.setEditable(false);
logArea.setPrefRowCount(10);
logArea.setWrapText(true);
// Estilo de terminal para o log
logArea.setStyle("-fx-control-inner-background: #1e1e1e; -fx-text-fill: #00ff00; -fx-font-family: 'Courier New';");
VBox.setVgrow(logArea, Priority.ALWAYS);
panel.getChildren().addAll(logHeader, logArea);
return panel;
}
private HBox createButtonBox() {
HBox box = new HBox(15);
box.setAlignment(Pos.CENTER);
box.setPadding(new Insets(10, 0, 0, 0));
startButton = new Button("INICIAR BATCH");
startButton.setStyle("-fx-background-color: #28a745; -fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold; -fx-padding: 10 20;");
startButton.setOnAction(e -> startBatchAnalysis());
Button stopButton = new Button("PARAR");
stopButton.setStyle("-fx-background-color: #dc3545; -fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold; -fx-padding: 10 20;");
stopButton.setOnAction(e -> {
shouldStop = true;
log("Paragem solicitada...");
});
closeButton = new Button("FECHAR");
closeButton.setStyle("-fx-background-color: #6c757d; -fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold; -fx-padding: 10 20;");
closeButton.setOnAction(e -> dialog.close());
box.getChildren().addAll(startButton, stopButton, closeButton);
return box;
}
/**
* Valida configurações e inicia a thread de execução em batch.
*/
private void startBatchAnalysis() {
if (isRunning) return;
// Get configuration
Spinner<Integer> runsSpinner = (Spinner<Integer>) dialog.getScene().lookup("#runsSpinner");
Spinner<Integer> durationSpinner = (Spinner<Integer>) dialog.getScene().lookup("#durationSpinner");
CheckBox lowCheck = (CheckBox) dialog.getScene().lookup("#lowCheck");
CheckBox mediumCheck = (CheckBox) dialog.getScene().lookup("#mediumCheck");
CheckBox highCheck = (CheckBox) dialog.getScene().lookup("#highCheck");
int runsPerScenario = runsSpinner.getValue();
int duration = durationSpinner.getValue();
// Validate selection
if (!lowCheck.isSelected() && !mediumCheck.isSelected() && !highCheck.isSelected()) {
log("ERRO: Selecione pelo menos um cenário!");
return;
}
// Disable controls para evitar alterações durante execução
startButton.setDisable(true);
runsSpinner.setDisable(true);
durationSpinner.setDisable(true);
lowCheck.setDisable(true);
mediumCheck.setDisable(true);
highCheck.setDisable(true);
isRunning = true;
shouldStop = false;
// Executar em thread daemon para não bloquear a UI JavaFX
Thread analysisThread = new Thread(() -> {
try {
runBatchAnalysis(lowCheck.isSelected(), mediumCheck.isSelected(),
highCheck.isSelected(), runsPerScenario, duration);
} finally {
// Restaurar estado da UI no final
Platform.runLater(() -> {
startButton.setDisable(false);
runsSpinner.setDisable(false);
durationSpinner.setDisable(false);
lowCheck.setDisable(false);
mediumCheck.setDisable(false);
highCheck.setDisable(false);
isRunning = false;
});
}
});
analysisThread.setDaemon(true);
analysisThread.start();
}
/**
* Lógica principal de orquestração do batch.
* Itera sobre cenários e execuções, chamando a simulação e o analisador.
*/
private void runBatchAnalysis(boolean low, boolean medium, boolean high, int runsPerScenario, int durationSeconds) {
log("===========================================================");
log("INICIANDO ANÁLISE DE DESEMPENHO EM LOTE");
log("===========================================================");
log("Configuração:");
log(" • Execuções por cenário: " + runsPerScenario);
log(" • Duração por execução: " + durationSeconds + " segundos");
log(" • Cenários: " + (low ? "LOW " : "") + (medium ? "MEDIUM " : "") + (high ? "HIGH" : ""));
log("");
String[] scenarios = new String[]{
low ? "simulation-low.properties" : null,
medium ? "simulation-medium.properties" : null,
high ? "simulation-high.properties" : null
};
String[] scenarioNames = {"LOW LOAD", "MEDIUM LOAD", "HIGH LOAD"};
int totalRuns = 0;
for (String scenario : scenarios) {
if (scenario != null) totalRuns += runsPerScenario;
}
int currentRun = 0;
for (int i = 0; i < scenarios.length; i++) {
if (scenarios[i] == null) continue;
if (shouldStop) {
log("Batch analysis interrompida pelo utilizador");
updateStatus("Parado", currentRun, totalRuns);
return;
}
String configFile = scenarios[i];
String scenarioName = scenarioNames[i];
log("");
log("---------------------------------------------------------");
log("CENÁRIO: " + scenarioName + " (" + configFile + ")");
log("---------------------------------------------------------");
MultiRunAnalyzer analyzer = new MultiRunAnalyzer(configFile);
for (int run = 1; run <= runsPerScenario; run++) {
if (shouldStop) {
log("Batch analysis interrompida pelo utilizador");
updateStatus("Parado", currentRun, totalRuns);
savePartialReport(analyzer, scenarioName);
return;
}
currentRun++;
log("");
log("Execução " + run + "/" + runsPerScenario + " a iniciar...");
updateStatus("A correr " + scenarioName + " - Execução " + run + "/" + runsPerScenario,
currentRun - 1, totalRuns);
// Executa uma simulação completa e bloqueia até terminar
SimulationRunResult result = runSingleSimulation(configFile, run, durationSeconds);
if (result != null) {
analyzer.addResult(result);
log("Execução " + run + " completa - Gerados: " + result.getTotalVehiclesGenerated() +
" | Completados: " + result.getTotalVehiclesCompleted() +
" | Tempo Médio: " + String.format("%.2f", result.getAverageSystemTime()) + "s");
} else {
log("Execução " + run + " falhou!");
}
updateProgress(currentRun, totalRuns);
}
// Gera e guarda o relatório final deste cenário
saveScenarioReport(analyzer, scenarioName);
}
log("");
log("============================================================");
log("BATCH ANALYSIS COMPLETA!");
log("===========================================================");
log("Relatórios guardados em: analysis/");
log("");
updateStatus("Concluído!", totalRuns, totalRuns);
updateProgress(1.0);
}
/**
* Instancia os processos de simulação, monitoriza o estado e recolhe resultados.
*/
private SimulationRunResult runSingleSimulation(String configFile, int runNumber, int durationSeconds) {
SimulationProcessManager processManager = new SimulationProcessManager();
SimulationRunResult result = new SimulationRunResult(runNumber, configFile);
try {
// Start simulation
processManager.setConfigFile(configFile);
processManager.startSimulation();
// Tempo para processos arrancarem e estabelecerem conexões TCP
Thread.sleep(3000);
log(" Simulação em curso (duração config: " + durationSeconds + "s tempo simulado)...");
log(" A aguardar processo Coordenador completar...");
// Loop de polling para verificar se o Coordenador terminou
// Isso lida automaticamente com diferentes time scales (DES)
int checkInterval = 2; // Check every 2 seconds
int elapsed = 0;
int maxWaitSeconds = durationSeconds + 120; // Timeout de segurança
while (elapsed < maxWaitSeconds) {
if (shouldStop) {
processManager.stopSimulation();
return null;
}
// Check if simulation completed
if (!processManager.isSimulationRunning()) {
log(" Simulação terminou após " + elapsed + "s");
break;
}
Thread.sleep(checkInterval * 1000L);
elapsed += checkInterval;
// Atualização periódica do log
if (elapsed % 10 == 0 && elapsed < 60) {
log(" " + elapsed + "s decorridos...");
}
}
if (elapsed >= maxWaitSeconds) {
log(" Timeout atingido, forçando paragem...");
}
// Stop and collect results
log(" A terminar processos...");
processManager.stopSimulation();
Thread.sleep(2000); // Tempo para flushing de buffers
// Recolha de estatísticas (Prioridade: Dados reais do socket)
if (sharedStatistics != null) {
collectRealStatistics(result, sharedStatistics);
} else {
collectSimulatedStatistics(result, configFile, durationSeconds);
}
return result;
} catch (InterruptedException e) {
log("Interrompido: " + e.getMessage());
Thread.currentThread().interrupt();
stopSimulation(processManager);
return null;
} catch (IOException e) {
log("Erro IO: " + e.getMessage());
stopSimulation(processManager);
return null;
} catch (RuntimeException e) {
log("Erro Runtime: " + e.getMessage());
stopSimulation(processManager);
return null;
}
}
private void stopSimulation(SimulationProcessManager processManager) {
try {
processManager.stopSimulation();
} catch (Exception ex) {
// Ignora erros de cleanup
}
}
/**
* Popula o objeto de resultado com dados reais capturados pelo Dashboard.
*/
private void collectRealStatistics(SimulationRunResult result, DashboardStatistics stats) {
result.setTotalVehiclesGenerated(stats.getTotalVehiclesGenerated());
result.setTotalVehiclesCompleted(stats.getTotalVehiclesCompleted());
result.setAverageSystemTime(stats.getAverageSystemTime() / 1000.0); // Converte ms para segundos
result.setAverageWaitingTime(stats.getAverageWaitingTime() / 1000.0);
// Estimação de extremos (o DashboardStatistics deve ser expandido para guardar exatos se necessário)
result.setMinSystemTime(stats.getAverageSystemTime() / 1000.0 * 0.5);
result.setMaxSystemTime(stats.getAverageSystemTime() / 1000.0 * 2.0);
// Estatísticas por tipo
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
int count = stats.getVehicleTypeCount(type);
double waitTime = stats.getAverageWaitingTimeByType(type) / 1000.0;
result.setVehicleCountByType(type, count);
result.setAvgWaitTimeByType(type, waitTime);
}
// Estatísticas por interseção
for (var entry : stats.getAllIntersectionStats().entrySet()) {
String intersectionId = entry.getKey();
DashboardStatistics.IntersectionStats iStats = entry.getValue();
result.setVehiclesProcessed(intersectionId, iStats.getTotalDepartures());
result.setMaxQueueSize(intersectionId, iStats.getCurrentQueueSize());
result.setAvgQueueSize(intersectionId, (double) iStats.getCurrentQueueSize());
}
}
/**
* Gera dados simulados (mock) caso o dashboard não esteja conectado.
* Útil para testes de interface.
*/
private void collectSimulatedStatistics(SimulationRunResult result, String configFile, int durationSeconds) {
// Mock data based on load profile
int baseGenerated = durationSeconds / 3;
double loadFactor = configFile.contains("low") ? 0.2 :
configFile.contains("medium") ? 0.5 : 1.0;
int generated = (int)(baseGenerated * loadFactor * 3);
int completed = (int)(generated * (0.85 + Math.random() * 0.1)); // 85-95% completion rate
double baseSystemTime = 40.0;
double congestionFactor = configFile.contains("low") ? 1.0 :
configFile.contains("medium") ? 1.5 : 2.5;
result.setTotalVehiclesGenerated(generated);
result.setTotalVehiclesCompleted(completed);
result.setAverageSystemTime(baseSystemTime * congestionFactor + Math.random() * 10);
result.setMinSystemTime(20.0 + Math.random() * 5);
result.setMaxSystemTime(baseSystemTime * congestionFactor * 2 + Math.random() * 20);
result.setAverageWaitingTime(10.0 * congestionFactor + Math.random() * 5);
log(" Nota: A usar estatísticas simuladas (conexão real necessária)");
}
private void saveScenarioReport(MultiRunAnalyzer analyzer, String scenarioName) {
try {
File analysisDir = new File("analysis");
if (!analysisDir.exists()) {
analysisDir.mkdirs();
}
String timestamp = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd-HHmmss").format(new Date());
String reportFile = "analysis/" + scenarioName.replace(" ", "_") + "_" + timestamp + ".txt";
String csvFile = "analysis/" + scenarioName.replace(" ", "_") + "_" + timestamp + ".csv";
analyzer.saveReport(reportFile);
analyzer.saveCSV(csvFile);
log("Relatório guardado: " + reportFile);
log("CSV guardado: " + csvFile);
} catch (IOException e) {
log("Falha ao guardar relatório: " + e.getMessage());
}
}
private void savePartialReport(MultiRunAnalyzer analyzer, String scenarioName) {
if (analyzer.getRunCount() > 0) {
log("A guardar resultados parciais...");
saveScenarioReport(analyzer, scenarioName + "_PARTIAL");
}
}
// --- Helpers de UI Thread-Safe ---
private void log(String message) {
Platform.runLater(() -> {
logArea.appendText(message + "\n");
logArea.setScrollTop(Double.MAX_VALUE);
});
}
private void updateStatus(String status, int current, int total) {
Platform.runLater(() -> {
statusLabel.setText(status);
progressLabel.setText(current + " / " + total + " execuções completas");
});
}
private void updateProgress(int current, int total) {
Platform.runLater(() -> {
progressBar.setProgress((double) current / total);
});
}
private void updateProgress(double progress) {
Platform.runLater(() -> {
progressBar.setProgress(progress);
});
}
}

View File

@@ -13,16 +13,32 @@ import javafx.stage.Modality;
import javafx.stage.Stage; import javafx.stage.Stage;
/** /**
* Diálogo para configuração avançada de parâmetros da simulação. * Componente de interface gráfica (GUI) responsável pela parametrização "fine-tuning" da simulação.
* Permite ajustar parâmetros em runtime antes de iniciar a simulação. * <p>
* Esta classe apresenta um diálogo modal que permite ao operador sobrepor (override)
* as configurações estáticas carregadas do ficheiro {@code .properties} imediatamente
* antes da execução. Oferece controlo granular sobre:
* <ul>
* <li><b>Geração de Carga:</b> Alternância entre modelos estocásticos (Poisson) e determinísticos.</li>
* <li><b>Temporização:</b> Ajuste da escala de tempo (Time Scale) para visualização vs. performance pura.</li>
* <li><b>Mix de Veículos:</b> Definição das probabilidades de geração por tipo de agente.</li>
* </ul>
*/ */
public class ConfigurationDialog { public class ConfigurationDialog {
/** /**
* Mostra um diálogo com opções avançadas de configuração. * Exibe o diálogo de configuração avançada e captura as intenções do utilizador.
* * <p>
* @param owner janela pai * A interface é construída dinamicamente usando layouts JavaFX ({@link GridPane}, {@link VBox}).
* @return true se o utilizador confirmar, false se cancelar * Inclui lógica de validação reativa (ex: desabilitar campos de intervalo fixo quando
* o modelo Poisson está selecionado).
* *
[Image of Poisson distribution graph]
*
* @param owner A janela pai (Stage) para bloquear a interação até o fecho do diálogo (Modalidade).
* @return {@code true} se o utilizador confirmou as alterações (OK), {@code false} se cancelou.
*/ */
public static boolean showAdvancedConfig(Stage owner) { public static boolean showAdvancedConfig(Stage owner) {
Dialog<ButtonType> dialog = new Dialog<>(); Dialog<ButtonType> dialog = new Dialog<>();
@@ -164,4 +180,4 @@ public class ConfigurationDialog {
.map(buttonType -> buttonType == ButtonType.OK) .map(buttonType -> buttonType == ButtonType.OK)
.orElse(false); .orElse(false);
} }
} }

View File

@@ -9,19 +9,42 @@ import sd.protocol.MessageProtocol;
import sd.protocol.SocketConnection; import sd.protocol.SocketConnection;
/** /**
* Processes statistics messages from a single client connection. * Worker responsável pelo processamento dedicado de uma conexão de cliente TCP no Dashboard.
* Runs in a separate thread per client. * <p>
* Esta classe implementa o padrão <i>Thread-per-Client</i>. Cada instância executa numa
* thread separada, garantindo que a latência de rede ou o processamento de mensagens
* de um nó (Interseção/Coordenador) não bloqueie a receção de telemetria dos outros.
* <p>
* As suas principais funções são:
* <ol>
* <li>Manter a conexão persistente com o nó remoto.</li>
* <li>Desserializar mensagens de protocolo recebidas.</li>
* <li>Normalizar payloads JSON (resolvendo ambiguidades de tipagem do Gson).</li>
* <li>Atualizar o objeto partilhado {@link DashboardStatistics} de forma thread-safe.</li>
* </ol>
*/ */
public class DashboardClientHandler implements Runnable { public class DashboardClientHandler implements Runnable {
private final Socket clientSocket; private final Socket clientSocket;
private final DashboardStatistics statistics; private final DashboardStatistics statistics;
/**
* Inicializa o handler com o socket ativo e a referência para o agregador de estatísticas.
*
* @param clientSocket O socket TCP conectado ao nó remoto.
* @param statistics O objeto singleton partilhado onde as métricas serão agregadas.
*/
public DashboardClientHandler(Socket clientSocket, DashboardStatistics statistics) { public DashboardClientHandler(Socket clientSocket, DashboardStatistics statistics) {
this.clientSocket = clientSocket; this.clientSocket = clientSocket;
this.statistics = statistics; this.statistics = statistics;
} }
/**
* Ciclo de vida da conexão.
* <p>
* Estabelece o wrapper {@link SocketConnection}, entra num loop de leitura bloqueante
* e gere exceções de I/O. Garante o fecho limpo do socket em caso de desconexão ou erro.
*/
@Override @Override
public void run() { public void run() {
String clientInfo = clientSocket.getInetAddress().getHostAddress() + ":" + clientSocket.getPort(); String clientInfo = clientSocket.getInetAddress().getHostAddress() + ":" + clientSocket.getPort();
@@ -61,6 +84,16 @@ public class DashboardClientHandler implements Runnable {
} }
} }
/**
* Valida e extrai os dados estatísticos da mensagem.
* <p>
* Implementa uma lógica de correção de tipagem para payloads desserializados via Gson.
* Frequentemente, objetos genéricos são desserializados como {@code LinkedHashMap} em vez
* da classe alvo {@link StatsUpdatePayload}. Este método deteta essa situação e realiza
* uma conversão "round-trip" (Map -> JSON -> Object) para garantir a integridade dos dados.
*
* @param message A mensagem recebida da rede.
*/
private void processMessage(MessageProtocol message) { private void processMessage(MessageProtocol message) {
if (message.getType() != MessageType.STATS_UPDATE) { if (message.getType() != MessageType.STATS_UPDATE) {
System.out.println("[Handler] Ignoring non-statistics message type: " + message.getType()); System.out.println("[Handler] Ignoring non-statistics message type: " + message.getType());
@@ -78,6 +111,7 @@ public class DashboardClientHandler implements Runnable {
stats = (StatsUpdatePayload) payload; stats = (StatsUpdatePayload) payload;
} else if (payload instanceof java.util.Map) { } else if (payload instanceof java.util.Map) {
// Gson deserialized as LinkedHashMap - re-serialize and deserialize properly // Gson deserialized as LinkedHashMap - re-serialize and deserialize properly
// This acts as a type-safety bridge for generic JSON payloads
com.google.gson.Gson gson = new com.google.gson.Gson(); com.google.gson.Gson gson = new com.google.gson.Gson();
String json = gson.toJson(payload); String json = gson.toJson(payload);
stats = gson.fromJson(json, StatsUpdatePayload.class); stats = gson.fromJson(json, StatsUpdatePayload.class);
@@ -90,6 +124,15 @@ public class DashboardClientHandler implements Runnable {
updateStatistics(senderId, stats); updateStatistics(senderId, stats);
} }
/**
* Aplica os dados recebidos ao modelo global de estatísticas.
* <p>
* Distingue entre atualizações incrementais (ex: contagem de veículos) e
* substituições de estado (ex: tempo total de sistema reportado pelo nó de saída).
*
* @param senderId Identificador do nó que enviou a atualização (ex: "Cr1", "ExitNode").
* @param stats O objeto DTO contendo as métricas normalizadas.
*/
private void updateStatistics(String senderId, StatsUpdatePayload stats) { private void updateStatistics(String senderId, StatsUpdatePayload stats) {
if (stats.getTotalVehiclesGenerated() >= 0) { if (stats.getTotalVehiclesGenerated() >= 0) {
statistics.updateVehiclesGenerated(stats.getTotalVehiclesGenerated()); statistics.updateVehiclesGenerated(stats.getTotalVehiclesGenerated());
@@ -134,4 +177,4 @@ public class DashboardClientHandler implements Runnable {
System.out.println("[Handler] Successfully updated statistics from: " + senderId); System.out.println("[Handler] Successfully updated statistics from: " + senderId);
} }
} }

View File

@@ -10,17 +10,43 @@ import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
import sd.config.SimulationConfig; import sd.config.SimulationConfig;
/** /**
* Agrega e apresenta estatísticas em tempo real de todos os processos da simulação. * Servidor central de agregação de telemetria e estatísticas.
* Usa um thread pool para gerir ligações concorrentes de clientes. * <p>
* Este componente atua como o nó de monitorização do sistema distribuído.
* Implementa uma arquitetura de servidor concorrente utilizando um {@link ExecutorService}
* (Thread Pool) para gerir múltiplas conexões de entrada simultâneas provenientes
* das Interseções, Coordenador e Nó de Saída.
* <p>
* Suporta dois modos de operação:
* <ul>
* <li><b>Headless (CLI):</b> Renderização periódica de métricas no terminal (stdout).</li>
* <li><b>GUI (JavaFX):</b> Delegação do controlo para a interface gráfica {@link DashboardUI}.</li>
* </ul>
*/ */
public class DashboardServer { public class DashboardServer {
private final int port; private final int port;
/** Armazenamento em memória (Thread-safe) do estado global do sistema. */
private final DashboardStatistics statistics; private final DashboardStatistics statistics;
/** Pool de threads para isolamento de falhas e gestão de recursos de I/O. */
private final ExecutorService clientHandlerPool; private final ExecutorService clientHandlerPool;
/** Flag atómica para controlo seguro do ciclo de vida do servidor. */
private final AtomicBoolean running; private final AtomicBoolean running;
private ServerSocket serverSocket; private ServerSocket serverSocket;
/**
* Ponto de entrada (Bootstrap) da aplicação de monitorização.
* <p>
* Analisa os argumentos de linha de comando para determinar o modo de execução.
* Se a flag {@code --gui} ou {@code -g} estiver presente, inicia o subsistema JavaFX.
* Caso contrário, inicia o modo servidor de terminal padrão.
*
* @param args Argumentos de CLI (ex: caminho do config, flags de modo).
*/
public static void main(String[] args) { public static void main(String[] args) {
// Check if GUI mode is requested // Check if GUI mode is requested
boolean useGUI = false; boolean useGUI = false;
@@ -70,13 +96,24 @@ public class DashboardServer {
} }
} }
/**
* Inicializa a infraestrutura do servidor.
*
* @param config A configuração carregada contendo a porta de escuta.
*/
public DashboardServer(SimulationConfig config) { public DashboardServer(SimulationConfig config) {
this.port = config.getDashboardPort(); this.port = config.getDashboardPort();
this.statistics = new DashboardStatistics(); this.statistics = new DashboardStatistics();
// Fixed pool limita o consumo de recursos, prevenindo exaustão sob carga alta
this.clientHandlerPool = Executors.newFixedThreadPool(10); this.clientHandlerPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
this.running = new AtomicBoolean(false); this.running = new AtomicBoolean(false);
} }
/**
* Inicia a escuta por conexões (Bind & Listen) e a thread de despacho.
*
* @throws IOException Se a porta já estiver em uso ou ocorrer erro de bind.
*/
public void start() throws IOException { public void start() throws IOException {
if (running.get()) { if (running.get()) {
System.out.println("Dashboard Server is already running."); System.out.println("Dashboard Server is already running.");
@@ -95,6 +132,13 @@ public class DashboardServer {
acceptThread.start(); acceptThread.start();
} }
/**
* Loop principal de aceitação de conexões (Dispatcher).
* <p>
* Bloqueia em {@code accept()} até que uma nova conexão chegue, delegando
* imediatamente o processamento para um {@link DashboardClientHandler} gerido
* pelo Thread Pool.
*/
private void acceptConnections() { private void acceptConnections() {
while (running.get()) { while (running.get()) {
try { try {
@@ -112,6 +156,10 @@ public class DashboardServer {
} }
} }
/**
* Ciclo de renderização de métricas para o modo CLI (Headless).
* Atualiza o ecrã a cada 5 segundos.
*/
@SuppressWarnings("BusyWait") @SuppressWarnings("BusyWait")
private void displayLoop() { private void displayLoop() {
final long DISPLAY_INTERVAL_MS = 5000; final long DISPLAY_INTERVAL_MS = 5000;
@@ -127,6 +175,9 @@ public class DashboardServer {
} }
} }
/**
* Renderiza o snapshot atual das estatísticas no stdout.
*/
public void displayStatistics() { public void displayStatistics() {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60)); System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("REAL-TIME SIMULATION STATISTICS"); System.out.println("REAL-TIME SIMULATION STATISTICS");
@@ -135,6 +186,13 @@ public class DashboardServer {
System.out.println("=".repeat(60)); System.out.println("=".repeat(60));
} }
/**
* Procedimento de encerramento gracioso (Graceful Shutdown).
* <p>
* 1. Altera flag de execução.
* 2. Fecha o socket do servidor para desbloquear a thread de aceitação.
* 3. Força o encerramento do pool de threads de clientes.
*/
public void stop() { public void stop() {
if (!running.get()) { if (!running.get()) {
return; return;
@@ -162,4 +220,4 @@ public class DashboardServer {
public boolean isRunning() { public boolean isRunning() {
return running.get(); return running.get();
} }
} }

View File

@@ -9,8 +9,13 @@ import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
import sd.model.VehicleType; import sd.model.VehicleType;
/** /**
* Armazenamento thread-safe de estatísticas agregadas da simulação. * Repositório central de estado da simulação, desenhado para acesso concorrente de alta frequência.
* Usa tipos atómicos e coleções concorrentes para atualizações sem locks. * <p>
* Esta classe atua como a "Single Source of Truth" para o Dashboard. Utiliza primitivas
* de concorrência do pacote {@code java.util.concurrent} (como {@link AtomicInteger} e
* {@link ConcurrentHashMap}) para permitir leituras e escritas simultâneas sem a necessidade
* de bloqueios explícitos (Lock-Free), minimizando a latência de processamento das mensagens
* recebidas dos múltiplos nós da rede.
*/ */
public class DashboardStatistics { public class DashboardStatistics {
@@ -19,12 +24,21 @@ public class DashboardStatistics {
private final AtomicLong totalSystemTime; private final AtomicLong totalSystemTime;
private final AtomicLong totalWaitingTime; private final AtomicLong totalWaitingTime;
/** Mapa thread-safe para armazenar métricas granulares por interseção. */
private final Map<String, IntersectionStats> intersectionStats; private final Map<String, IntersectionStats> intersectionStats;
private final Map<VehicleType, AtomicInteger> vehicleTypeCount; private final Map<VehicleType, AtomicInteger> vehicleTypeCount;
private final Map<VehicleType, AtomicLong> vehicleTypeWaitTime; private final Map<VehicleType, AtomicLong> vehicleTypeWaitTime;
/** Timestamp da última atualização de escrita, com garantia de visibilidade de memória (volatile). */
private volatile long lastUpdateTime; private volatile long lastUpdateTime;
/** Buffer para sinalização assíncrona de mudança de política (Dashboard -> Coordenador). */
private volatile String requestedRoutingPolicy;
/**
* Inicializa os contadores atómicos e as estruturas de dados concorrentes.
*/
public DashboardStatistics() { public DashboardStatistics() {
this.totalVehiclesGenerated = new AtomicInteger(0); this.totalVehiclesGenerated = new AtomicInteger(0);
this.totalVehiclesCompleted = new AtomicInteger(0); this.totalVehiclesCompleted = new AtomicInteger(0);
@@ -94,6 +108,17 @@ public class DashboardStatistics {
updateTimestamp(); updateTimestamp();
} }
/**
* Atualiza ou inicializa atomicamente as estatísticas de uma interseção específica.
* <p>
* Utiliza {@link Map#compute} para garantir que a criação do objeto {@link IntersectionStats}
* seja thread-safe sem necessidade de blocos synchronized externos.
*
* @param intersectionId ID da interseção.
* @param arrivals Total acumulado de chegadas.
* @param departures Total acumulado de partidas.
* @param currentQueueSize Tamanho instantâneo da fila.
*/
public void updateIntersectionStats(String intersectionId, int arrivals, public void updateIntersectionStats(String intersectionId, int arrivals,
int departures, int currentQueueSize) { int departures, int currentQueueSize) {
intersectionStats.compute(intersectionId, (id, stats) -> { intersectionStats.compute(intersectionId, (id, stats) -> {
@@ -110,6 +135,8 @@ public class DashboardStatistics {
lastUpdateTime = System.currentTimeMillis(); lastUpdateTime = System.currentTimeMillis();
} }
// --- Getters e Métricas Calculadas ---
public int getTotalVehiclesGenerated() { public int getTotalVehiclesGenerated() {
return totalVehiclesGenerated.get(); return totalVehiclesGenerated.get();
} }
@@ -118,12 +145,20 @@ public class DashboardStatistics {
return totalVehiclesCompleted.get(); return totalVehiclesCompleted.get();
} }
/**
* Calcula o tempo médio no sistema em tempo real.
* @return Média em milissegundos (0.0 se nenhum veículo completou).
*/
public double getAverageSystemTime() { public double getAverageSystemTime() {
int completed = totalVehiclesCompleted.get(); int completed = totalVehiclesCompleted.get();
if (completed == 0) return 0.0; if (completed == 0) return 0.0;
return (double) totalSystemTime.get() / completed; return (double) totalSystemTime.get() / completed;
} }
/**
* Calcula o tempo médio de espera em tempo real.
* @return Média em milissegundos (0.0 se nenhum veículo completou).
*/
public double getAverageWaitingTime() { public double getAverageWaitingTime() {
int completed = totalVehiclesCompleted.get(); int completed = totalVehiclesCompleted.get();
if (completed == 0) return 0.0; if (completed == 0) return 0.0;
@@ -152,6 +187,44 @@ public class DashboardStatistics {
return lastUpdateTime; return lastUpdateTime;
} }
/**
* Obtém um snapshot dos tamanhos atuais das filas de todas as interseções.
* <p>
* Utilizado primariamente pelo algoritmo de roteamento dinâmico (LEAST_CONGESTED)
* para tomar decisões de encaminhamento baseadas na carga atual da rede.
* * @return Mapa contendo {@code intersectionId -> queueSize}.
*/
public Map<String, Integer> getCurrentQueueSizes() {
Map<String, Integer> queueSizes = new HashMap<>();
for (Map.Entry<String, IntersectionStats> entry : intersectionStats.entrySet()) {
queueSizes.put(entry.getKey(), entry.getValue().getCurrentQueueSize());
}
return queueSizes;
}
/**
* Regista uma intenção de mudança de política de roteamento solicitada pela UI.
* O Coordenador fará polling deste valor periodicamente.
*/
public void setRequestedRoutingPolicy(String policy) {
this.requestedRoutingPolicy = policy;
}
/**
* Obtém e limpa atomicamente a política de roteamento solicitada.
* Implementa a semântica de consumo único (one-time consumption).
* * @return A política solicitada ou null se não houver mudança pendente.
*/
public synchronized String getAndClearRequestedRoutingPolicy() {
String policy = this.requestedRoutingPolicy;
this.requestedRoutingPolicy = null;
return policy;
}
/**
* Imprime um resumo formatado das estatísticas no stdout.
* Útil para o modo CLI (Headless).
*/
public void display() { public void display() {
System.out.println("\n--- GLOBAL STATISTICS ---"); System.out.println("\n--- GLOBAL STATISTICS ---");
System.out.printf("Total Vehicles Generated: %d%n", getTotalVehiclesGenerated()); System.out.printf("Total Vehicles Generated: %d%n", getTotalVehiclesGenerated());
@@ -181,6 +254,10 @@ public class DashboardStatistics {
System.out.printf("%nLast Update: %tT%n", lastUpdateTime); System.out.printf("%nLast Update: %tT%n", lastUpdateTime);
} }
/**
* Agregado de métricas específico para um nó de interseção.
* Mantém contadores atómicos para garantir consistência em atualizações concorrentes.
*/
public static class IntersectionStats { public static class IntersectionStats {
private final String intersectionId; private final String intersectionId;
private final AtomicInteger totalArrivals; private final AtomicInteger totalArrivals;
@@ -221,4 +298,4 @@ public class DashboardStatistics {
intersectionId, getTotalArrivals(), getTotalDepartures(), getCurrentQueueSize()); intersectionId, getTotalArrivals(), getTotalDepartures(), getCurrentQueueSize());
} }
} }
} }

View File

@@ -30,8 +30,22 @@ import sd.config.SimulationConfig;
import sd.model.VehicleType; import sd.model.VehicleType;
/** /**
* JavaFX-based Dashboard UI for displaying real-time simulation statistics. * Interface Gráfica (GUI) baseada em JavaFX para visualização de telemetria em tempo real.
* Provides a graphical interface with auto-updating statistics panels. * <p>
* Esta classe atua como a camada de apresentação (View) do sistema. Implementa o padrão
* <i>Observer</i> (via polling) para refletir o estado do modelo {@link DashboardStatistics}
* nos componentes visuais.
* <p>
* <b>Aspetos Técnicos Relevantes:</b>
* <ul>
* <li><b>Concorrência de UI:</b> Utiliza um {@link ScheduledExecutorService} para buscar dados
* em background e {@link Platform#runLater(Runnable)} para injetar atualizações na
* <i>JavaFX Application Thread</i>, evitando exceções de "Not on FX application thread".</li>
* <li><b>Data Binding:</b> Utiliza {@link TableView} com classes internas (DTOs) para
* renderização tabular eficiente de tipos de veículos e interseções.</li>
* <li><b>Controlo de Processos:</b> Integra com {@link SimulationProcessManager} para orquestrar
* o ciclo de vida (spawn/kill) dos processos externos da simulação.</li>
* </ul>
*/ */
public class DashboardUI extends Application { public class DashboardUI extends Application {
@@ -52,7 +66,7 @@ public class DashboardUI extends Application {
// Intersection Table // Intersection Table
private TableView<IntersectionRow> intersectionTable; private TableView<IntersectionRow> intersectionTable;
// Update scheduler // Update scheduler (Background Thread)
private ScheduledExecutorService updateScheduler; private ScheduledExecutorService updateScheduler;
// Configuration controls // Configuration controls
@@ -60,6 +74,10 @@ public class DashboardUI extends Application {
private String selectedConfigFile = "simulation.properties"; private String selectedConfigFile = "simulation.properties";
private Label configInfoLabel; private Label configInfoLabel;
/**
* Ponto de entrada da aplicação JavaFX.
* Configura o Stage primário, inicializa o servidor de backend e constrói a árvore de cena (Scene Graph).
*/
@Override @Override
public void start(Stage primaryStage) { public void start(Stage primaryStage) {
try { try {
@@ -72,29 +90,27 @@ public class DashboardUI extends Application {
server = new DashboardServer(config); server = new DashboardServer(config);
statistics = server.getStatistics(); statistics = server.getStatistics();
// Start the dashboard server // Start the dashboard server (Backend listening port)
server.start(); server.start();
// Build UI // Build UI Layout
BorderPane root = new BorderPane(); BorderPane root = new BorderPane();
root.getStyleClass().add("root"); root.getStyleClass().add("root");
// Header // Header (Top)
VBox header = createHeader(); VBox header = createHeader();
root.setTop(header); root.setTop(header);
// Main content // Main content (Center)
VBox mainContent = createMainContent(); VBox mainContent = createMainContent();
root.setCenter(mainContent); root.setCenter(mainContent);
// Footer // Footer (Bottom)
HBox footer = createFooter(); HBox footer = createFooter();
root.setBottom(footer); root.setBottom(footer);
// Create scene // Create scene & apply CSS
Scene scene = new Scene(root, 1200, 850); Scene scene = new Scene(root, 1200, 850);
// Load CSS
String cssUrl = getClass().getResource("/dashboard.css").toExternalForm(); String cssUrl = getClass().getResource("/dashboard.css").toExternalForm();
scene.getStylesheets().add(cssUrl); scene.getStylesheets().add(cssUrl);
@@ -102,10 +118,10 @@ public class DashboardUI extends Application {
primaryStage.setScene(scene); primaryStage.setScene(scene);
primaryStage.show(); primaryStage.show();
// Start periodic updates // Start periodic updates loop
startPeriodicUpdates(); startPeriodicUpdates();
// Handle window close // Handle window close (Graceful shutdown)
primaryStage.setOnCloseRequest(event -> { primaryStage.setOnCloseRequest(event -> {
shutdown(); shutdown();
}); });
@@ -149,6 +165,8 @@ public class DashboardUI extends Application {
// Passar o ficheiro de configuração selecionado // Passar o ficheiro de configuração selecionado
processManager.setConfigFile(selectedConfigFile); processManager.setConfigFile(selectedConfigFile);
processManager.startSimulation(); processManager.startSimulation();
// Toggle UI state
btnStart.setDisable(true); btnStart.setDisable(true);
btnStop.setDisable(false); btnStop.setDisable(false);
configFileSelector.setDisable(true); // Bloquear mudanças durante simulação configFileSelector.setDisable(true); // Bloquear mudanças durante simulação
@@ -159,6 +177,8 @@ public class DashboardUI extends Application {
btnStop.setOnAction(e -> { btnStop.setOnAction(e -> {
processManager.stopSimulation(); processManager.stopSimulation();
// Toggle UI state
btnStart.setDisable(false); btnStart.setDisable(false);
btnStop.setDisable(true); btnStop.setDisable(true);
configFileSelector.setDisable(false); // Desbloquear para nova simulação configFileSelector.setDisable(false); // Desbloquear para nova simulação
@@ -188,7 +208,7 @@ public class DashboardUI extends Application {
// Scenario selector // Scenario selector
VBox scenarioBox = new VBox(5); VBox scenarioBox = new VBox(5);
scenarioBox.setAlignment(Pos.CENTER); scenarioBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label scenarioLabel = new Label("Cenário:"); Label scenarioLabel = new Label("Cenário:");
scenarioLabel.setStyle("-fx-font-size: 12px;"); scenarioLabel.setStyle("-fx-font-size: 12px;");
@@ -209,13 +229,48 @@ public class DashboardUI extends Application {
scenarioBox.getChildren().addAll(scenarioLabel, configFileSelector); scenarioBox.getChildren().addAll(scenarioLabel, configFileSelector);
configControls.getChildren().add(scenarioBox); configControls.getChildren().add(scenarioBox);
// Routing policy selector
VBox routingBox = new VBox(5);
routingBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label routingLabel = new Label("Política de Roteamento:");
routingLabel.setStyle("-fx-font-size: 12px;");
ComboBox<String> routingPolicySelector = new ComboBox<>();
routingPolicySelector.getItems().addAll(
"RANDOM",
"SHORTEST_PATH",
"LEAST_CONGESTED"
);
routingPolicySelector.setValue("RANDOM");
routingPolicySelector.setOnAction(e -> {
String selectedPolicy = routingPolicySelector.getValue();
System.out.println("Política de roteamento selecionada: " + selectedPolicy);
sendRoutingPolicyChange(selectedPolicy);
});
routingBox.getChildren().addAll(routingLabel, routingPolicySelector);
configControls.getChildren().add(routingBox);
// Advanced configuration button // Advanced configuration button
VBox buttonBox = new VBox(5);
buttonBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label spacerLabel = new Label(" ");
spacerLabel.setStyle("-fx-font-size: 12px;");
Button btnAdvancedConfig = new Button("Configuração Avançada..."); Button btnAdvancedConfig = new Button("Configuração Avançada...");
btnAdvancedConfig.setStyle("-fx-font-size: 11px;"); btnAdvancedConfig.setStyle("-fx-font-size: 11px;");
btnAdvancedConfig.setOnAction(e -> { btnAdvancedConfig.setOnAction(e -> {
ConfigurationDialog.showAdvancedConfig((Stage) configBox.getScene().getWindow()); ConfigurationDialog.showAdvancedConfig((Stage) configBox.getScene().getWindow());
}); });
configControls.getChildren().add(btnAdvancedConfig);
Button btnBatchAnalysis = new Button("Análise em Lote...");
btnBatchAnalysis.setStyle("-fx-font-size: 11px;");
btnBatchAnalysis.setOnAction(e -> {
BatchAnalysisDialog.show((Stage) configBox.getScene().getWindow(), statistics);
});
buttonBox.getChildren().addAll(spacerLabel, btnAdvancedConfig, btnBatchAnalysis);
configControls.getChildren().add(buttonBox);
// Configuration info display // Configuration info display
configInfoLabel = new Label(); configInfoLabel = new Label();
@@ -400,13 +455,23 @@ public class DashboardUI extends Application {
grid.add(container, colGroup, row); grid.add(container, colGroup, row);
} }
/**
* Inicia o ciclo de polling em background.
* Atualiza a UI a cada 100ms.
*/
private void startPeriodicUpdates() { private void startPeriodicUpdates() {
updateScheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(); updateScheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
updateScheduler.scheduleAtFixedRate(() -> { updateScheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
// Crucial: Encapsular atualização de UI em Platform.runLater
// para garantir execução na JavaFX Application Thread
Platform.runLater(this::updateUI); Platform.runLater(this::updateUI);
}, 0, 100, TimeUnit.MILLISECONDS); }, 0, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
} }
/**
* Sincroniza o estado atual do objeto Statistics com os controlos JavaFX.
* Chamado periodicamente pela thread de UI.
*/
private void updateUI() { private void updateUI() {
// Update global statistics // Update global statistics
lblVehiclesGenerated.setText(String.valueOf(statistics.getTotalVehiclesGenerated())); lblVehiclesGenerated.setText(String.valueOf(statistics.getTotalVehiclesGenerated()));
@@ -445,13 +510,13 @@ public class DashboardUI extends Application {
String info = ""; String info = "";
switch (selectedConfigFile) { switch (selectedConfigFile) {
case "simulation-low.properties": case "simulation-low.properties":
info = "🟢 CARGA BAIXA: 0.2 veículos/s (~720/hora) | Sem congestionamento esperado"; info = "CARGA BAIXA: 0.2 veículos/s (~720/hora) | Sem congestionamento esperado";
break; break;
case "simulation-medium.properties": case "simulation-medium.properties":
info = "🟡 CARGA MÉDIA: 0.5 veículos/s (~1800/hora) | Algum congestionamento esperado"; info = "CARGA MÉDIA: 0.5 veículos/s (~1800/hora) | Algum congestionamento esperado";
break; break;
case "simulation-high.properties": case "simulation-high.properties":
info = "🔴 CARGA ALTA: 1.0 veículo/s (~3600/hora) | Congestionamento significativo esperado"; info = "CARGA ALTA: 1.0 veículo/s (~3600/hora) | Congestionamento significativo esperado";
break; break;
default: default:
info = "⚙️ CONFIGURAÇÃO PADRÃO: Verificar ficheiro para parâmetros"; info = "⚙️ CONFIGURAÇÃO PADRÃO: Verificar ficheiro para parâmetros";
@@ -482,11 +547,40 @@ public class DashboardUI extends Application {
alert.showAndWait(); alert.showAndWait();
} }
/**
* Envia mensagem para o servidor do dashboard que notificará o coordenador.
* Usa uma abordagem indireta: salva a política desejada e o coordenador lerá na próxima geração.
*/
private void sendRoutingPolicyChange(String newPolicy) {
// Store the policy change request in statistics
// The coordinator will check this periodically
if (server != null && statistics != null) {
statistics.setRequestedRoutingPolicy(newPolicy);
System.out.println("Política de roteamento solicitada: " + newPolicy);
System.out.println(" - A mudança será aplicada pelo coordenador na próxima atualização");
// Mostrar confirmação visual
Platform.runLater(() -> {
Alert alert = new Alert(Alert.AlertType.INFORMATION);
alert.setTitle("Política Solicitada");
alert.setHeaderText(null);
alert.setContentText("Política de roteamento solicitada: " + newPolicy + "\nSerá aplicada em breve.");
alert.show();
});
} else {
Platform.runLater(() -> {
showErrorAlert("Erro", "Dashboard não está conectado. Inicie a simulação primeiro.");
});
}
}
public static void main(String[] args) { public static void main(String[] args) {
launch(args); launch(args);
} }
// Inner classes for TableView data models // --- DTOs para Data Binding nas Tabelas ---
/** DTO para linhas da tabela de Tipos de Veículo. */
public static class VehicleTypeRow { public static class VehicleTypeRow {
private final String vehicleType; private final String vehicleType;
private final int count; private final int count;
@@ -498,19 +592,12 @@ public class DashboardUI extends Application {
this.avgWaitTime = avgWaitTime; this.avgWaitTime = avgWaitTime;
} }
public String getVehicleType() { public String getVehicleType() { return vehicleType; }
return vehicleType; public int getCount() { return count; }
} public String getAvgWaitTime() { return avgWaitTime; }
public int getCount() {
return count;
}
public String getAvgWaitTime() {
return avgWaitTime;
}
} }
/** DTO para linhas da tabela de Interseções. */
public static class IntersectionRow { public static class IntersectionRow {
private final String intersectionId; private final String intersectionId;
private final int arrivals; private final int arrivals;
@@ -524,20 +611,9 @@ public class DashboardUI extends Application {
this.queueSize = queueSize; this.queueSize = queueSize;
} }
public String getIntersectionId() { public String getIntersectionId() { return intersectionId; }
return intersectionId; public int getArrivals() { return arrivals; }
} public int getDepartures() { return departures; }
public int getQueueSize() { return queueSize; }
public int getArrivals() {
return arrivals;
}
public int getDepartures() {
return departures;
}
public int getQueueSize() {
return queueSize;
}
} }
} }

View File

@@ -6,9 +6,17 @@ import java.util.ArrayList;
import java.util.List; import java.util.List;
/** /**
* Gere o ciclo de vida dos processos de simulação (Intersections, Exit Node, * Orquestrador de processos para o ambiente de simulação distribuída.
* Coordinator). * <p>
* Permite iniciar e parar a simulação distribuída dentro da aplicação Java. * Esta classe atua como um supervisor (Process Manager), responsável pelo <i>bootstrapping</i>
* e <i>teardown</i> das múltiplas Java Virtual Machines (JVMs) que compõem o sistema.
* <p>
* Funcionalidades principais:
* <ul>
* <li><b>Isolamento:</b> Cada nó (Interseção, Coordinator, ExitNode) corre no seu próprio processo OS.</li>
* <li><b>Ordem de Arranque:</b> Garante que os servidores (Interseções) estão online antes dos clientes (Coordenador).</li>
* <li><b>Gestão de Logs:</b> Redireciona stdout/stderr de cada processo filho para ficheiros temporários para facilitar o debug.</li>
* </ul>
*/ */
public class SimulationProcessManager { public class SimulationProcessManager {
@@ -16,6 +24,10 @@ public class SimulationProcessManager {
private final String classpath; private final String classpath;
private String configFile; private String configFile;
/**
* Inicializa o gestor capturando o classpath da JVM atual.
* Isto garante que os processos filhos herdam as mesmas dependências e configurações de ambiente.
*/
public SimulationProcessManager() { public SimulationProcessManager() {
this.runningProcesses = new ArrayList<>(); this.runningProcesses = new ArrayList<>();
this.classpath = System.getProperty("java.class.path"); this.classpath = System.getProperty("java.class.path");
@@ -23,9 +35,9 @@ public class SimulationProcessManager {
} }
/** /**
* Define o ficheiro de configuração a usar. * Define o perfil de configuração a ser injetado nos processos filhos.
* * Útil para alternar entre cenários (Low/Medium/High Load) dinamicamente.
* @param configFile nome do ficheiro (ex: "simulation-low.properties") * * @param configFile Nome do ficheiro de propriedades (ex: "simulation-low.properties").
*/ */
public void setConfigFile(String configFile) { public void setConfigFile(String configFile) {
this.configFile = "src/main/resources/" + configFile; this.configFile = "src/main/resources/" + configFile;
@@ -33,9 +45,16 @@ public class SimulationProcessManager {
} }
/** /**
* Inicia a simulação completa: 5 Intersections, 1 Exit Node, e 1 Coordinator. * Executa o procedimento de arranque (Bootstrap) da simulação distribuída.
* * <p>
* @throws IOException se um processo falhar ao iniciar * A ordem de inicialização é crítica para evitar <i>Race Conditions</i> na conexão TCP:
* <ol>
* <li><b>Workers (Interseções):</b> Iniciam os ServerSockets.</li>
* <li><b>Sink (Exit Node):</b> Prepara-se para receber métricas finais.</li>
* <li><b>Delay de Estabilização:</b> Pausa de 1s para garantir que os sockets estão em LISTENING.</li>
* <li><b>Source (Coordinator):</b> Inicia a geração de carga e conecta-se aos nós.</li>
* </ol>
* * @throws IOException Se falhar o fork de algum processo.
*/ */
public void startSimulation() throws IOException { public void startSimulation() throws IOException {
if (!runningProcesses.isEmpty()) { if (!runningProcesses.isEmpty()) {
@@ -65,7 +84,42 @@ public class SimulationProcessManager {
} }
/** /**
* Stops all running simulation processes. * Verifica o estado de "liveness" da simulação monitorizando o processo Coordenador.
* <p>
* Como o Coordenador gere o relógio DES e a geração de eventos, a sua terminação
* (após o drain time) sinaliza o fim efetivo da simulação.
* * @return true se o Coordenador ainda estiver ativo (alive).
*/
public boolean isSimulationRunning() {
if (runningProcesses.isEmpty()) {
return false;
}
// Coordinator is the last process in the list
Process coordinator = runningProcesses.get(runningProcesses.size() - 1);
return coordinator.isAlive();
}
/**
* Bloqueia a thread atual até que a simulação termine naturalmente ou ocorra timeout.
* * @param timeoutSeconds Tempo máximo de espera.
* @return true se terminou, false se o timeout expirou.
* @throws InterruptedException Se a espera for interrompida.
*/
public boolean waitForCompletion(long timeoutSeconds) throws InterruptedException {
if (runningProcesses.isEmpty()) {
return true;
}
Process coordinator = runningProcesses.get(runningProcesses.size() - 1);
return coordinator.waitFor(timeoutSeconds, java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS);
}
/**
* Executa o procedimento de encerramento (Teardown) de todos os processos.
* <p>
* Tenta primeiro uma paragem graciosa (`SIGTERM`), aguarda meio segundo, e
* força a paragem (`SIGKILL`) para processos persistentes, garantindo que não
* ficam processos órfãos no SO.
*/ */
public void stopSimulation() { public void stopSimulation() {
System.out.println("Stopping simulation processes..."); System.out.println("Stopping simulation processes...");
@@ -94,7 +148,8 @@ public class SimulationProcessManager {
} }
/** /**
* Helper para iniciar um único processo Java. * Helper de baixo nível para construção e lançamento de processos Java.
* Configura o redirecionamento de I/O para ficheiros de log na diretoria temporária do SO.
*/ */
private void startProcess(String className, String arg) throws IOException { private void startProcess(String className, String arg) throws IOException {
String javaBin = System.getProperty("java.home") + File.separator + "bin" + File.separator + "java"; String javaBin = System.getProperty("java.home") + File.separator + "bin" + File.separator + "java";
@@ -126,4 +181,4 @@ public class SimulationProcessManager {
// print where the logs are actually going // print where the logs are actually going
System.out.println("Logs redirected to: " + logFile.getAbsolutePath()); System.out.println("Logs redirected to: " + logFile.getAbsolutePath());
} }
} }

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@@ -4,7 +4,14 @@ import sd.model.MessageType;
import sd.protocol.MessageProtocol; import sd.protocol.MessageProtocol;
/** /**
* Message wrapper for sending statistics to the dashboard. * Implementação concreta do protocolo de mensagens destinada ao transporte de telemetria.
* <p>
* Esta classe atua como um envelope especializado para o envio de dados estatísticos
* (encapsulados em {@link StatsUpdatePayload}) dos nós operacionais (Interseções, Coordenador)
* para o servidor de Dashboard centralizado.
* <p>
* Diferencia-se das mensagens de controlo genéricas por ter o destino fixado no
* "DashboardServer" e um tipo de mensagem imutável ({@code STATS_UPDATE}).
*/ */
public class StatsMessage implements MessageProtocol { public class StatsMessage implements MessageProtocol {
@@ -14,27 +21,49 @@ public class StatsMessage implements MessageProtocol {
private final String destinationNode; private final String destinationNode;
private final StatsUpdatePayload payload; private final StatsUpdatePayload payload;
/**
* Cria uma nova mensagem de estatística.
*
* @param sourceNode O ID do nó que gerou as estatísticas (ex: "Cr1", "ExitNode").
* @param payload O objeto DTO contendo os dados estatísticos brutos ou agregados.
*/
public StatsMessage(String sourceNode, StatsUpdatePayload payload) { public StatsMessage(String sourceNode, StatsUpdatePayload payload) {
this.sourceNode = sourceNode; this.sourceNode = sourceNode;
this.destinationNode = "DashboardServer"; this.destinationNode = "DashboardServer"; // Destino implícito e fixo
this.payload = payload; this.payload = payload;
} }
/**
* Retorna o tipo da mensagem, que identifica semanticamente o conteúdo para o recetor.
* @return Sempre {@link MessageType#STATS_UPDATE}.
*/
@Override @Override
public MessageType getType() { public MessageType getType() {
return MessageType.STATS_UPDATE; return MessageType.STATS_UPDATE;
} }
/**
* Obtém a carga útil da mensagem.
* @return O objeto {@link StatsUpdatePayload} associado.
*/
@Override @Override
public Object getPayload() { public Object getPayload() {
return payload; return payload;
} }
/**
* Identifica a origem da mensagem.
* @return O ID do nó remetente.
*/
@Override @Override
public String getSourceNode() { public String getSourceNode() {
return sourceNode; return sourceNode;
} }
/**
* Identifica o destino da mensagem.
* @return Sempre "DashboardServer".
*/
@Override @Override
public String getDestinationNode() { public String getDestinationNode() {
return destinationNode; return destinationNode;
@@ -45,4 +74,4 @@ public class StatsMessage implements MessageProtocol {
return String.format("StatsMessage[from=%s, to=%s, payload=%s]", return String.format("StatsMessage[from=%s, to=%s, payload=%s]",
sourceNode, destinationNode, payload); sourceNode, destinationNode, payload);
} }
} }

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@@ -7,25 +7,60 @@ import java.util.Map;
import sd.model.VehicleType; import sd.model.VehicleType;
/** /**
* DTO para atualizações de estatísticas ao dashboard. * Objeto de Transferência de Dados (DTO) otimizado para transporte de telemetria.
* Campos com valor -1 não são atualizados nesta mensagem. * <p>
* Esta classe encapsula as métricas de desempenho enviadas pelos nós da simulação (Coordenador,
* Interseções, ExitNode) para o Dashboard. Foi desenhada para suportar <b>atualizações parciais</b>
* (Sparse Updates):
* <ul>
* <li>Campos globais inicializados com {@code -1} indicam "sem alteração" (no-op). O Dashboard
* deve ignorar estes campos e manter o valor acumulado anterior.</li>
* <li>Campos de interseção ({@code arrivals}, {@code departures}) representam deltas ou snapshots
* específicos do nó remetente.</li>
* </ul>
* Implementa {@link Serializable} para transmissão direta via Java Sockets.
*
[Image of data transfer object pattern]
*/ */
public class StatsUpdatePayload implements Serializable { public class StatsUpdatePayload implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L; private static final long serialVersionUID = 1L;
// Global Metrics (Coordinator/ExitNode)
/** Total gerado. Valor -1 indica que este campo deve ser ignorado na atualização. */
private int totalVehiclesGenerated = -1; private int totalVehiclesGenerated = -1;
/** Total completado. Valor -1 indica que este campo deve ser ignorado. */
private int totalVehiclesCompleted = -1; private int totalVehiclesCompleted = -1;
/** Tempo total de sistema acumulado (ms). Valor -1 indica que deve ser ignorado. */
private long totalSystemTime = -1; private long totalSystemTime = -1;
/** Tempo total de espera acumulado (ms). Valor -1 indica que deve ser ignorado. */
private long totalWaitingTime = -1; private long totalWaitingTime = -1;
// Intersection Metrics (Worker Nodes)
/** Número de veículos que entraram na interseção desde o último reporte. */
private int intersectionArrivals = 0; private int intersectionArrivals = 0;
/** Número de veículos que saíram da interseção desde o último reporte. */
private int intersectionDepartures = 0; private int intersectionDepartures = 0;
/** Snapshot do tamanho atual da fila na interseção. */
private int intersectionQueueSize = 0; private int intersectionQueueSize = 0;
// Detailed Breakdowns
/** Contagem acumulada por tipo de veículo. */
private Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCounts; private Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCounts;
/** Tempos de espera acumulados por tipo de veículo. */
private Map<VehicleType, Long> vehicleTypeWaitTimes; private Map<VehicleType, Long> vehicleTypeWaitTimes;
/**
* Inicializa o payload com os mapas vazios e contadores globais a -1 (estado neutro).
*/
public StatsUpdatePayload() { public StatsUpdatePayload() {
this.vehicleTypeCounts = new HashMap<>(); this.vehicleTypeCounts = new HashMap<>();
this.vehicleTypeWaitTimes = new HashMap<>(); this.vehicleTypeWaitTimes = new HashMap<>();
@@ -67,6 +102,8 @@ public class StatsUpdatePayload implements Serializable {
return vehicleTypeWaitTimes; return vehicleTypeWaitTimes;
} }
// Setters implementam Fluent Interface para construção encadeada
public StatsUpdatePayload setTotalVehiclesGenerated(int totalVehiclesGenerated) { public StatsUpdatePayload setTotalVehiclesGenerated(int totalVehiclesGenerated) {
this.totalVehiclesGenerated = totalVehiclesGenerated; this.totalVehiclesGenerated = totalVehiclesGenerated;
return this; return this;
@@ -118,4 +155,4 @@ public class StatsUpdatePayload implements Serializable {
totalVehiclesGenerated, totalVehiclesCompleted, intersectionArrivals, totalVehiclesGenerated, totalVehiclesCompleted, intersectionArrivals,
intersectionDepartures, intersectionQueueSize); intersectionDepartures, intersectionQueueSize);
} }
} }

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@@ -3,27 +3,31 @@ package sd.des;
/** /**
* Gere o tempo de simulação para Simulação de Eventos Discretos. * Gere o tempo de simulação para Simulação de Eventos Discretos.
* *
* <p>No DES, o tempo avança em saltos discretos de evento para evento, * <p>
* não de forma contínua como o tempo real.</p> * No DES, o tempo avança em saltos discretos de evento para evento,
* não de forma contínua como o tempo real.
* </p>
* *
* <p>Esta classe garante que todos os processos no sistema distribuído * <p>
* mantêm uma visão sincronizada do tempo de simulação.</p> * Esta classe garante que todos os processos no sistema distribuído
* mantêm uma visão sincronizada do tempo de simulação.
* </p>
*/ */
public class SimulationClock { public class SimulationClock {
private double currentTime; private double currentTime;
private final double startTime; private final double startTime;
private final long wallClockStart; private final long wallClockStart;
public SimulationClock() { public SimulationClock() {
this(0.0); this(0.0);
} }
public SimulationClock(double startTime) { public SimulationClock(double startTime) {
this.currentTime = startTime; this.currentTime = startTime;
this.startTime = startTime; this.startTime = startTime;
this.wallClockStart = System.currentTimeMillis(); this.wallClockStart = System.currentTimeMillis();
} }
/** /**
* Avança o tempo de simulação para o timestamp dado. * Avança o tempo de simulação para o timestamp dado.
* O tempo só pode avançar, nunca recuar. * O tempo só pode avançar, nunca recuar.
@@ -34,34 +38,34 @@ public class SimulationClock {
public void advanceTo(double newTime) { public void advanceTo(double newTime) {
if (newTime < currentTime) { if (newTime < currentTime) {
throw new IllegalArgumentException( throw new IllegalArgumentException(
String.format("Cannot move time backwards: %.3f -> %.3f", currentTime, newTime)); String.format("Cannot move time backwards: %.3f -> %.3f", currentTime, newTime));
} }
this.currentTime = newTime; this.currentTime = newTime;
} }
/** @return tempo atual da simulação */ /** @return tempo atual da simulação */
public double getCurrentTime() { public double getCurrentTime() {
return currentTime; return currentTime;
} }
/** @return tempo de simulação decorrido desde o início */ /** @return tempo de simulação decorrido desde o início */
public double getElapsedTime() { public double getElapsedTime() {
return currentTime - startTime; return currentTime - startTime;
} }
/** @return tempo real decorrido em milissegundos */ /** @return tempo real decorrido em milissegundos */
public long getWallClockElapsed() { public long getWallClockElapsed() {
return System.currentTimeMillis() - wallClockStart; return System.currentTimeMillis() - wallClockStart;
} }
/** Reinicia o relógio para o tempo inicial */ /** Reinicia o relógio para o tempo inicial */
public void reset() { public void reset() {
this.currentTime = startTime; this.currentTime = startTime;
} }
@Override @Override
public String toString() { public String toString() {
return String.format("SimulationClock[time=%.3fs, elapsed=%.3fs]", return String.format("SimulationClock[time=%.3fs, elapsed=%.3fs]",
currentTime, getElapsedTime()); currentTime, getElapsedTime());
} }
} }

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@@ -3,31 +3,46 @@ package sd.des;
import java.io.Serializable; import java.io.Serializable;
/** /**
* Evento discreto da simulação. * Representa um evento atómico e imutável no contexto da Simulação de Eventos Discretos (DES).
* * <p>
* <p>Unidade fundamental de execução num sistema DES: * Esta classe é a unidade fundamental de processamento. Numa arquitetura DES, o estado do sistema
* não muda continuamente, mas sim em instantes discretos definidos por estes eventos.
* <p>
* Características principais:
* <ul> * <ul>
* <li>timestamp - quando ocorre * <li><b>Ordenação Temporal:</b> Implementa {@link Comparable} para ser armazenado numa Fila de
* <li>type - o que acontece * Eventos Futuros (FEL - Future Event List), garantindo execução cronológica.</li>
* <li>payload - dados associados * <li><b>Distribuído:</b> Implementa {@link Serializable} para permitir que eventos gerados num nó
* <li>location - qual processo o trata * (ex: Coordenador) sejam transmitidos e executados noutro (ex: Interseção).</li>
* <li><b>Polimórfico:</b> Transporta um {@code payload} genérico, permitindo associar qualquer
* entidade (Veículo, Sinal, etc.) ao evento.</li>
* </ul> * </ul>
*/ */
public class SimulationEvent implements Comparable<SimulationEvent>, Serializable { public class SimulationEvent implements Comparable<SimulationEvent>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L; private static final long serialVersionUID = 1L;
/** O instante virtual exato em que o evento deve ser processado. */
private final double timestamp; private final double timestamp;
/** A categoria do evento (ex: VEHICLE_ARRIVAL, LIGHT_CHANGE). */
private final DESEventType type; private final DESEventType type;
/** Dados contextuais associados (ex: o objeto Vehicle que chegou). */
private final Object payload; private final Object payload;
private final String location; // Process ID (e.g., "Cr1", "Coordinator", "Exit")
/** /**
* Cria um novo evento de simulação. * O identificador do nó de destino onde o evento deve ser executado.
* * (ex: "Cr1", "Coordinator", "ExitNode"). Se null, é um evento local.
* @param timestamp instante do evento (tempo de simulação em segundos) */
* @param type tipo de evento private final String location;
* @param payload dados associados (ex: objeto Vehicle)
* @param location processo que trata o evento /**
* Instancia um novo evento de simulação completo.
*
* @param timestamp Instante de execução (segundos virtuais).
* @param type Tipo enumerado do evento.
* @param payload Objeto de dados associado (pode ser null).
* @param location ID do processo alvo para execução distribuída.
*/ */
public SimulationEvent(double timestamp, DESEventType type, Object payload, String location) { public SimulationEvent(double timestamp, DESEventType type, Object payload, String location) {
this.timestamp = timestamp; this.timestamp = timestamp;
@@ -36,7 +51,14 @@ public class SimulationEvent implements Comparable<SimulationEvent>, Serializabl
this.location = location; this.location = location;
} }
/** Cria evento sem localização (para eventos locais) */ /**
* Construtor de conveniência para eventos locais (dentro do mesmo processo).
* Define {@code location} como null.
*
* @param timestamp Instante de execução.
* @param type Tipo do evento.
* @param payload Objeto de dados associado.
*/
public SimulationEvent(double timestamp, DESEventType type, Object payload) { public SimulationEvent(double timestamp, DESEventType type, Object payload) {
this(timestamp, type, payload, null); this(timestamp, type, payload, null);
} }
@@ -58,8 +80,18 @@ public class SimulationEvent implements Comparable<SimulationEvent>, Serializabl
} }
/** /**
* Ordena eventos por timestamp (mais cedo primeiro). * Define a ordem natural de processamento na Fila de Prioridade.
* Em caso de empate, ordena por tipo para determinismo. * <p>
* <b>Lógica de Ordenação:</b>
* <ol>
* <li><b>Primária (Tempo):</b> Eventos com menor timestamp ocorrem primeiro.</li>
* <li><b>Secundária (Determinismo):</b> Em caso de empate temporal (simultaneidade),
* ordena alfabeticamente pelo nome do tipo. Isto garante que execuções repetidas
* da simulação produzam exatamente o mesmo resultado (determinismo estrito).</li>
* </ol>
*
* @param other O outro evento a comparar.
* @return Inteiro negativo, zero ou positivo conforme a ordem.
*/ */
@Override @Override
public int compareTo(SimulationEvent other) { public int compareTo(SimulationEvent other) {
@@ -67,7 +99,7 @@ public class SimulationEvent implements Comparable<SimulationEvent>, Serializabl
if (timeComparison != 0) { if (timeComparison != 0) {
return timeComparison; return timeComparison;
} }
// Tie-breaker: order by event type name // Tie-breaker: order by event type name to ensure reproducible runs
return this.type.name().compareTo(other.type.name()); return this.type.name().compareTo(other.type.name());
} }
@@ -95,4 +127,4 @@ public class SimulationEvent implements Comparable<SimulationEvent>, Serializabl
result = 31 * result + (location != null ? location.hashCode() : 0); result = 31 * result + (location != null ? location.hashCode() : 0);
return result; return result;
} }
} }

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@@ -3,28 +3,47 @@ package sd.des;
import sd.model.TrafficLight; import sd.model.TrafficLight;
/** /**
* Payload for traffic light change events. * Encapsula o contexto de dados para eventos de mudança de estado de semáforos.
* Contains the traffic light and its direction. * <p>
* Este objeto atua como o <i>payload</i> transportado por um {@link SimulationEvent}
* quando o tipo de evento é relacionado com controlo de tráfego (ex: mudança Verde -> Amarelo).
* Permite que o motor DES identifique exatamente qual instância de {@link TrafficLight}
* deve ser atualizada numa determinada interseção e direção.
*/ */
public class TrafficLightEvent { public class TrafficLightEvent {
private final TrafficLight light; private final TrafficLight light;
private final String direction; private final String direction;
private final String intersectionId; private final String intersectionId;
/**
* Cria um novo payload de evento de semáforo.
* @param light A instância do objeto semáforo a ser manipulado.
* @param direction A direção cardeal associada (ex: "North", "East").
* @param intersectionId O identificador da interseção onde o semáforo reside.
*/
public TrafficLightEvent(TrafficLight light, String direction, String intersectionId) { public TrafficLightEvent(TrafficLight light, String direction, String intersectionId) {
this.light = light; this.light = light;
this.direction = direction; this.direction = direction;
this.intersectionId = intersectionId; this.intersectionId = intersectionId;
} }
/**
* @return A referência direta para o objeto de domínio do semáforo.
*/
public TrafficLight getLight() { public TrafficLight getLight() {
return light; return light;
} }
/**
* @return A direção do fluxo controlado por este semáforo.
*/
public String getDirection() { public String getDirection() {
return direction; return direction;
} }
/**
* @return O ID da interseção pai.
*/
public String getIntersectionId() { public String getIntersectionId() {
return intersectionId; return intersectionId;
} }
@@ -33,4 +52,4 @@ public class TrafficLightEvent {
public String toString() { public String toString() {
return String.format("TrafficLightEvent[%s-%s]", intersectionId, direction); return String.format("TrafficLightEvent[%s-%s]", intersectionId, direction);
} }
} }

View File

@@ -11,10 +11,19 @@ import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean; import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
/** /**
* Sistema de registo centralizado de eventos para a simulação distribuída. * Motor de logging assíncrono e thread-safe para a simulação distribuída.
* * <p>
* <p>Regista todos os eventos da simulação num ficheiro com timestamps e categorização. * Implementa o padrão <i>Singleton</i> para garantir um ponto centralizado de registo.
* Thread-safe e não-bloqueante para impacto mínimo na performance.</p> * Utiliza o padrão <i>Producer-Consumer</i> com uma {@link BlockingQueue} para desacoplar
* a geração de eventos (crítica para a performance da simulação) da persistência em disco
* (operação de I/O lenta).
* <p>
* <b>Garantias:</b>
* <ul>
* <li>Non-blocking writes (para a thread chamadora, na maioria dos casos).</li>
* <li>Ordering cronológico aproximado (FIFO na fila).</li>
* <li>Graceful Shutdown (flush de logs pendentes ao terminar).</li>
* </ul>
*/ */
public class EventLogger { public class EventLogger {
@@ -22,20 +31,33 @@ public class EventLogger {
private static final Object instanceLock = new Object(); private static final Object instanceLock = new Object();
private final PrintWriter writer; private final PrintWriter writer;
/** Buffer de memória para absorver picos de eventos (Burst traffic). */
private final BlockingQueue<LogEntry> logQueue; private final BlockingQueue<LogEntry> logQueue;
/** Thread dedicada (Consumer) para escrita em ficheiro. */
private final Thread writerThread; private final Thread writerThread;
private final AtomicBoolean running; private final AtomicBoolean running;
private final SimpleDateFormat timestampFormat; private final SimpleDateFormat timestampFormat;
private final long simulationStartMillis; private final long simulationStartMillis;
/** Construtor privado para padrão singleton */ /**
* Inicializa o sistema de logs.
* Abre o ficheiro, escreve o cabeçalho e inicia a thread consumidora.
*
* @param logFilePath Caminho relativo ou absoluto do ficheiro de log.
* @throws IOException Se não for possível criar ou escrever no ficheiro.
*/
private EventLogger(String logFilePath) throws IOException { private EventLogger(String logFilePath) throws IOException {
// Auto-flush ativado para garantir persistência, mas gerido pelo buffer do BufferedWriter
this.writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(logFilePath, false)), true); this.writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(logFilePath, false)), true);
this.logQueue = new LinkedBlockingQueue<>(10000); this.logQueue = new LinkedBlockingQueue<>(10000); // Backpressure: limita a 10k eventos pendentes
this.running = new AtomicBoolean(true); this.running = new AtomicBoolean(true);
this.timestampFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS"); this.timestampFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
this.simulationStartMillis = System.currentTimeMillis(); this.simulationStartMillis = System.currentTimeMillis();
// Header inicial do log
writer.println("=".repeat(80)); writer.println("=".repeat(80));
writer.println("SIMULATION EVENT LOG"); writer.println("SIMULATION EVENT LOG");
writer.println("Started: " + timestampFormat.format(new Date())); writer.println("Started: " + timestampFormat.format(new Date()));
@@ -47,11 +69,16 @@ public class EventLogger {
writer.flush(); writer.flush();
this.writerThread = new Thread(this::processLogQueue, "EventLogger-Writer"); this.writerThread = new Thread(this::processLogQueue, "EventLogger-Writer");
this.writerThread.setDaemon(true); this.writerThread.setDaemon(true); // Permite que a JVM termine se apenas esta thread sobrar
this.writerThread.start(); this.writerThread.start();
} }
/** Obtém ou cria a instância singleton */ /**
* Obtém a instância única do logger (Lazy Initialization).
* Se não existir, cria uma predefinida em "logs/simulation-events.log".
*
* @return A instância singleton.
*/
public static EventLogger getInstance() { public static EventLogger getInstance() {
if (instance == null) { if (instance == null) {
synchronized (instanceLock) { synchronized (instanceLock) {
@@ -72,7 +99,8 @@ public class EventLogger {
} }
/** /**
* Initialize with custom log file path. * Reinicializa o logger com um ficheiro específico.
* Útil para testes ou configurações personalizadas.
*/ */
public static void initialize(String logFilePath) throws IOException { public static void initialize(String logFilePath) throws IOException {
synchronized (instanceLock) { synchronized (instanceLock) {
@@ -84,7 +112,13 @@ public class EventLogger {
} }
/** /**
* Logs an event (non-blocking). * Regista um evento genérico.
* Esta operação é não-bloqueante (retorna imediatamente após colocar na fila),
* exceto se a fila estiver cheia (backpressure).
*
* @param eventType Categoria do evento.
* @param component Nome do componente (ex: "Coordinator", "IntersectionProcess").
* @param description Detalhes do evento.
*/ */
public void log(EventType eventType, String component, String description) { public void log(EventType eventType, String component, String description) {
if (!running.get()) return; if (!running.get()) return;
@@ -96,7 +130,7 @@ public class EventLogger {
description description
); );
// Non-blocking offer - if queue is full, drop oldest // Non-blocking offer - if queue is full, drop oldest or warn
if (!logQueue.offer(entry)) { if (!logQueue.offer(entry)) {
// Queue full - this shouldn't happen with 10k buffer, but handle gracefully // Queue full - this shouldn't happen with 10k buffer, but handle gracefully
System.err.println("EventLogger queue full - dropping event: " + eventType); System.err.println("EventLogger queue full - dropping event: " + eventType);
@@ -104,14 +138,14 @@ public class EventLogger {
} }
/** /**
* Logs an event with vehicle context. * Regista um evento associado a um veículo específico (Helper method).
*/ */
public void logVehicle(EventType eventType, String component, String vehicleId, String description) { public void logVehicle(EventType eventType, String component, String vehicleId, String description) {
log(eventType, component, "[" + vehicleId + "] " + description); log(eventType, component, "[" + vehicleId + "] " + description);
} }
/** /**
* Logs an error event. * Regista um erro ou exceção com formatação apropriada.
*/ */
public void logError(String component, String description, Exception e) { public void logError(String component, String description, Exception e) {
String fullDescription = description + (e != null ? ": " + e.getMessage() : ""); String fullDescription = description + (e != null ? ": " + e.getMessage() : "");
@@ -119,11 +153,13 @@ public class EventLogger {
} }
/** /**
* Background thread that writes log entries to file. * Lógica da thread consumidora (Worker Thread).
* Retira eventos da fila e escreve no disco continuamente.
*/ */
private void processLogQueue() { private void processLogQueue() {
while (running.get() || !logQueue.isEmpty()) { while (running.get() || !logQueue.isEmpty()) {
try { try {
// Poll com timeout para permitir verificar a flag 'running' periodicamente
LogEntry entry = logQueue.poll(100, java.util.concurrent.TimeUnit.MILLISECONDS); LogEntry entry = logQueue.poll(100, java.util.concurrent.TimeUnit.MILLISECONDS);
if (entry != null) { if (entry != null) {
writeEntry(entry); writeEntry(entry);
@@ -134,7 +170,7 @@ public class EventLogger {
} }
} }
// Flush remaining entries // Flush final: garantir que eventos restantes na fila são escritos antes de morrer
while (!logQueue.isEmpty()) { while (!logQueue.isEmpty()) {
LogEntry entry = logQueue.poll(); LogEntry entry = logQueue.poll();
if (entry != null) { if (entry != null) {
@@ -144,7 +180,7 @@ public class EventLogger {
} }
/** /**
* Writes a single log entry to file. * Formata e escreve uma entrada de log no PrintWriter.
*/ */
private void writeEntry(LogEntry entry) { private void writeEntry(LogEntry entry) {
String timestamp = timestampFormat.format(new Date(entry.timestampMillis)); String timestamp = timestampFormat.format(new Date(entry.timestampMillis));
@@ -158,7 +194,7 @@ public class EventLogger {
entry.description entry.description
); );
// Flush periodically for real-time viewing // Flush periódico inteligente: se a carga for baixa, garante que vemos logs em tempo real
if (logQueue.size() < 10) { if (logQueue.size() < 10) {
writer.flush(); writer.flush();
} }
@@ -170,15 +206,17 @@ public class EventLogger {
} }
/** /**
* Shuts down the logger and flushes all pending entries. * Encerra o logger de forma segura.
* Desativa a aceitação de novos eventos, aguarda que a fila esvazie (flush)
* e fecha o ficheiro.
*/ */
public void shutdown() { public void shutdown() {
if (!running.compareAndSet(true, false)) { if (!running.compareAndSet(true, false)) {
return; // Already shut down return; // Já encerrado
} }
try { try {
// Wait for writer thread to finish // Wait for writer thread to finish flushing
writerThread.join(5000); // Wait up to 5 seconds writerThread.join(5000); // Wait up to 5 seconds
// Write footer // Write footer
@@ -195,7 +233,7 @@ public class EventLogger {
} }
/** /**
* Internal class to represent a log entry. * DTO interno imutável para armazenar dados do evento na fila.
*/ */
private static class LogEntry { private static class LogEntry {
final long timestampMillis; final long timestampMillis;
@@ -210,4 +248,4 @@ public class EventLogger {
this.description = description; this.description = description;
} }
} }
} }

View File

@@ -1,33 +1,46 @@
package sd.logging; package sd.logging;
/** /**
* Tipos de eventos que podem ocorrer na simulação. * Taxonomia oficial de eventos para o subsistema de logging centralizado.
* Usados para categorizar e filtrar logs. * <p>
* Este enumerado padroniza a categorização de todas as ocorrências na simulação, permitindo:
* <ul>
* <li>Filtragem granular de logs (ex: ver apenas erros ou apenas tráfego de rede).</li>
* <li>Análise estatística post-mortem (parsear logs para calcular latências).</li>
* <li>Correlação de eventos distribuídos (seguir o rastro de um veículo através de vários nós).</li>
* </ul>
*/ */
public enum EventType { public enum EventType {
// --- Ciclo de Vida do Veículo ---
VEHICLE_GENERATED("Vehicle Generated"), VEHICLE_GENERATED("Vehicle Generated"),
VEHICLE_ARRIVED("Vehicle Arrived"), VEHICLE_ARRIVED("Vehicle Arrived"),
VEHICLE_QUEUED("Vehicle Queued"), VEHICLE_QUEUED("Vehicle Queued"),
VEHICLE_DEPARTED("Vehicle Departed"), VEHICLE_DEPARTED("Vehicle Departed"),
VEHICLE_EXITED("Vehicle Exited"), VEHICLE_EXITED("Vehicle Exited"),
// --- Controlo de Semáforos e Exclusão Mútua ---
LIGHT_CHANGED_GREEN("Light Changed to Green"), LIGHT_CHANGED_GREEN("Light Changed to Green"),
LIGHT_CHANGED_RED("Light Changed to Red"), LIGHT_CHANGED_RED("Light Changed to Red"),
LIGHT_REQUEST_GREEN("Light Requested Green"), LIGHT_REQUEST_GREEN("Light Requested Green"),
LIGHT_RELEASE_GREEN("Light Released Green"), LIGHT_RELEASE_GREEN("Light Released Green"),
// --- Ciclo de Vida da Simulação/Processos ---
SIMULATION_STARTED("Simulation Started"), SIMULATION_STARTED("Simulation Started"),
SIMULATION_STOPPED("Simulation Stopped"), SIMULATION_STOPPED("Simulation Stopped"),
PROCESS_STARTED("Process Started"), PROCESS_STARTED("Process Started"),
PROCESS_STOPPED("Process Stopped"), PROCESS_STOPPED("Process Stopped"),
// --- Configuração e Telemetria ---
STATS_UPDATE("Statistics Update"), STATS_UPDATE("Statistics Update"),
CONFIG_CHANGED("Configuration Changed"),
// --- Camada de Rede (TCP/Sockets) ---
CONNECTION_ESTABLISHED("Connection Established"), CONNECTION_ESTABLISHED("Connection Established"),
CONNECTION_LOST("Connection Lost"), CONNECTION_LOST("Connection Lost"),
MESSAGE_SENT("Message Sent"), MESSAGE_SENT("Message Sent"),
MESSAGE_RECEIVED("Message Received"), MESSAGE_RECEIVED("Message Received"),
// --- Tratamento de Exceções ---
ERROR("Error"); ERROR("Error");
private final String displayName; private final String displayName;
@@ -44,4 +57,4 @@ public enum EventType {
public String toString() { public String toString() {
return displayName; return displayName;
} }
} }

View File

@@ -12,42 +12,54 @@ import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import sd.model.Vehicle; import sd.model.Vehicle;
/** /**
* Rastreia e regista a viagem completa de veículos individuais. * Subsistema de auditoria granular responsável pelo rastreio detalhado (Tracing) de veículos individuais.
* * <p>
* <p>Cria ficheiros de trace detalhados com: * Diferente do {@link EventLogger} (que regista eventos globais do sistema), esta classe foca-se
* na perspetiva do <b>agente</b>. Cria um ficheiro de rastro dedicado (`.trace`) para cada veículo
* monitorizado, registando cronologicamente cada interação com a infraestrutura (interseções,
* filas, semáforos).
* <p>
* <b>Funcionalidades:</b>
* <ul> * <ul>
* <li>Timestamps de todos os eventos * <li>Análise forense de percursos individuais.</li>
* <li>Localizões (interseções) * <li>Validão de tempos de espera e travessia por nó.</li>
* <li>Tempos de espera em cada semáforo * <li>Cálculo de eficiência de rota (tempo em movimento vs. tempo parado).</li>
* <li>Tempos de travessia
* <li>Tempo total no sistema
* </ul> * </ul>
*/ */
public class VehicleTracer { public class VehicleTracer {
private static VehicleTracer instance; private static VehicleTracer instance;
private static final Object instanceLock = new Object(); private static final Object instanceLock = new Object();
/** Mapa thread-safe de sessões de trace ativas (VehicleID -> TraceHandler). */
private final Map<String, VehicleTrace> trackedVehicles; private final Map<String, VehicleTrace> trackedVehicles;
private final SimpleDateFormat timestampFormat; private final SimpleDateFormat timestampFormat;
private final long simulationStartMillis; private final long simulationStartMillis;
private final String traceDirectory; private final String traceDirectory;
/** Construtor privado (singleton) */ /**
* Inicializa o tracer e prepara o diretório de saída.
*
* @param traceDirectory Caminho para armazenamento dos ficheiros .trace.
*/
private VehicleTracer(String traceDirectory) { private VehicleTracer(String traceDirectory) {
this.trackedVehicles = new ConcurrentHashMap<>(); this.trackedVehicles = new ConcurrentHashMap<>();
this.timestampFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS"); this.timestampFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
this.simulationStartMillis = System.currentTimeMillis(); this.simulationStartMillis = System.currentTimeMillis();
this.traceDirectory = traceDirectory; this.traceDirectory = traceDirectory;
try { try {
java.nio.file.Files.createDirectories(java.nio.file.Paths.get(traceDirectory)); java.nio.file.Files.createDirectories(java.nio.file.Paths.get(traceDirectory));
} catch (IOException e) { } catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to create trace directory: " + e.getMessage()); System.err.println("Failed to create trace directory: " + e.getMessage());
} }
} }
/** Obtém ou cria a instância singleton */ /**
* Obtém a instância única do tracer (Singleton).
* @return A instância global.
*/
public static VehicleTracer getInstance() { public static VehicleTracer getInstance() {
if (instance == null) { if (instance == null) {
synchronized (instanceLock) { synchronized (instanceLock) {
@@ -58,8 +70,11 @@ public class VehicleTracer {
} }
return instance; return instance;
} }
/** Inicializa com diretório de trace customizado */ /**
* Reinicializa o tracer com um diretório personalizado.
* Útil para isolar logs de diferentes execuções em lote.
*/
public static void initialize(String traceDirectory) { public static void initialize(String traceDirectory) {
synchronized (instanceLock) { synchronized (instanceLock) {
if (instance != null) { if (instance != null) {
@@ -68,24 +83,26 @@ public class VehicleTracer {
instance = new VehicleTracer(traceDirectory); instance = new VehicleTracer(traceDirectory);
} }
} }
/** /**
* Começa a rastrear um veículo específico. * Inicia a sessão de rastreio para um veículo específico.
* Cria ficheiro de trace para este veículo. * Cria o ficheiro {@code logs/traces/vehicle-{id}.trace} e escreve o cabeçalho.
*
* @param vehicleId O identificador único do veículo.
*/ */
public void startTracking(String vehicleId) { public void startTracking(String vehicleId) {
if (trackedVehicles.containsKey(vehicleId)) { if (trackedVehicles.containsKey(vehicleId)) {
return; // Already tracking return; // Já está a ser rastreado
} }
VehicleTrace trace = new VehicleTrace(vehicleId, traceDirectory); VehicleTrace trace = new VehicleTrace(vehicleId, traceDirectory);
trackedVehicles.put(vehicleId, trace); trackedVehicles.put(vehicleId, trace);
trace.logEvent("TRACKING_STARTED", "", "Started tracking vehicle " + vehicleId); trace.logEvent("TRACKING_STARTED", "", "Started tracking vehicle " + vehicleId);
} }
/** /**
* Stops tracking a vehicle and closes its trace file. * Encerra a sessão de rastreio, fecha o descritor de ficheiro e remove da memória.
*/ */
public void stopTracking(String vehicleId) { public void stopTracking(String vehicleId) {
VehicleTrace trace = trackedVehicles.remove(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.remove(vehicleId);
@@ -94,141 +111,155 @@ public class VehicleTracer {
trace.close(); trace.close();
} }
} }
/** /**
* Checks if a vehicle is being tracked. * Verifica se um veículo está atualmente sob auditoria.
*/ */
public boolean isTracking(String vehicleId) { public boolean isTracking(String vehicleId) {
return trackedVehicles.containsKey(vehicleId); return trackedVehicles.containsKey(vehicleId);
} }
/** /**
* Logs when a vehicle is generated. * Regista o evento de instanciação do veículo pelo Coordenador.
*/ */
public void logGenerated(Vehicle vehicle) { public void logGenerated(Vehicle vehicle) {
if (!isTracking(vehicle.getId())) return; if (!isTracking(vehicle.getId()))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicle.getId()); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicle.getId());
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("GENERATED", "Coordinator", trace.logEvent("GENERATED", "Coordinator",
String.format("Type: %s, Entry Time: %.2fs, Route: %s", String.format("Type: %s, Entry Time: %.2fs, Route: %s",
vehicle.getType(), vehicle.getEntryTime(), vehicle.getRoute())); vehicle.getType(), vehicle.getEntryTime(), vehicle.getRoute()));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle arrives at an intersection. * Regista a chegada física do veículo à zona de deteção de uma interseção.
*/ */
public void logArrival(String vehicleId, String intersection, double simulationTime) { public void logArrival(String vehicleId, String intersection, double simulationTime) {
if (!isTracking(vehicleId)) return; if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("ARRIVED", intersection, trace.logEvent("ARRIVED", intersection,
String.format("Arrived at %s (sim time: %.2fs)", intersection, simulationTime)); String.format("Arrived at %s (sim time: %.2fs)", intersection, simulationTime));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle is queued at a traffic light. * Regista a entrada do veículo na estrutura de fila de um semáforo.
*/ */
public void logQueued(String vehicleId, String intersection, String direction, int queuePosition) { public void logQueued(String vehicleId, String intersection, String direction, int queuePosition) {
if (!isTracking(vehicleId)) return; if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("QUEUED", intersection, trace.logEvent("QUEUED", intersection,
String.format("Queued at %s-%s (position: %d)", intersection, direction, queuePosition)); String.format("Queued at %s-%s (position: %d)", intersection, direction, queuePosition));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle starts waiting at a red light. * Regista o início da espera ativa (veículo parado no Vermelho).
*/ */
public void logWaitingStart(String vehicleId, String intersection, String direction) { public void logWaitingStart(String vehicleId, String intersection, String direction) {
if (!isTracking(vehicleId)) return; if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("WAITING_START", intersection, trace.logEvent("WAITING_START", intersection,
String.format("Started waiting at %s-%s (light is RED)", intersection, direction)); String.format("Started waiting at %s-%s (light is RED)", intersection, direction));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle finishes waiting (light turns green). * Regista o fim da espera (Sinal Verde).
* @param waitTime Duração total da paragem nesta instância.
*/ */
public void logWaitingEnd(String vehicleId, String intersection, String direction, double waitTime) { public void logWaitingEnd(String vehicleId, String intersection, String direction, double waitTime) {
if (!isTracking(vehicleId)) return; if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("WAITING_END", intersection, trace.logEvent("WAITING_END", intersection,
String.format("Finished waiting at %s-%s (waited %.2fs)", intersection, direction, waitTime)); String.format("Finished waiting at %s-%s (waited %.2fs)", intersection, direction, waitTime));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle starts crossing an intersection. * Regista o início da travessia da interseção (ocupação da zona crítica).
*/ */
public void logCrossingStart(String vehicleId, String intersection, String direction) { public void logCrossingStart(String vehicleId, String intersection, String direction) {
if (!isTracking(vehicleId)) return; if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("CROSSING_START", intersection, trace.logEvent("CROSSING_START", intersection,
String.format("Started crossing %s-%s (light is GREEN)", intersection, direction)); String.format("Started crossing %s-%s (light is GREEN)", intersection, direction));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle finishes crossing an intersection. * Regista a libertação da zona crítica da interseção.
*/ */
public void logCrossingEnd(String vehicleId, String intersection, double crossingTime) { public void logCrossingEnd(String vehicleId, String intersection, double crossingTime) {
if (!isTracking(vehicleId)) return; if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("CROSSING_END", intersection, trace.logEvent("CROSSING_END", intersection,
String.format("Finished crossing %s (took %.2fs)", intersection, crossingTime)); String.format("Finished crossing %s (took %.2fs)", intersection, crossingTime));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle departs from an intersection. * Regista a partida da interseção em direção ao próximo nó.
*/ */
public void logDeparture(String vehicleId, String intersection, String nextDestination) { public void logDeparture(String vehicleId, String intersection, String nextDestination) {
if (!isTracking(vehicleId)) return; if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("DEPARTED", intersection, trace.logEvent("DEPARTED", intersection,
String.format("Departed from %s toward %s", intersection, nextDestination)); String.format("Departed from %s toward %s", intersection, nextDestination));
} }
} }
/** /**
* Logs when a vehicle exits the system. * Regista a saída do sistema (no Exit Node).
* <p>
* Este método também desencadeia a escrita do <b>Sumário de Viagem</b> no final do log
* e fecha o ficheiro automaticamente.
*/ */
public void logExit(Vehicle vehicle, double systemTime) { public void logExit(Vehicle vehicle, double systemTime) {
if (!isTracking(vehicle.getId())) return; if (!isTracking(vehicle.getId()))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicle.getId()); VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicle.getId());
if (trace != null) { if (trace != null) {
trace.logEvent("EXITED", "Exit Node", trace.logEvent("EXITED", "Exit Node",
String.format("Exited system - Total time: %.2fs, Waiting: %.2fs, Crossing: %.2fs", String.format("Exited system - Total time: %.2fs, Waiting: %.2fs, Crossing: %.2fs",
systemTime, vehicle.getTotalWaitingTime(), vehicle.getTotalCrossingTime())); systemTime, vehicle.getTotalWaitingTime(), vehicle.getTotalCrossingTime()));
// Write summary // Escreve estatísticas sumarizadas
trace.writeSummary(vehicle, systemTime); trace.writeSummary(vehicle, systemTime);
// Stop tracking and close file // Stop tracking and close file
stopTracking(vehicle.getId()); stopTracking(vehicle.getId());
} }
} }
/** /**
* Shuts down the tracer and closes all trace files. * Fecha forçosamente todos os traces abertos.
* Deve ser chamado no shutdown da simulação para evitar corrupção de logs.
*/ */
public void shutdown() { public void shutdown() {
for (VehicleTrace trace : trackedVehicles.values()) { for (VehicleTrace trace : trackedVehicles.values()) {
@@ -236,61 +267,62 @@ public class VehicleTracer {
} }
trackedVehicles.clear(); trackedVehicles.clear();
} }
/** /**
* Internal class to handle tracing for a single vehicle. * Classe interna auxiliar que gere o descritor de ficheiro e a formatação para um único veículo.
*/ */
private class VehicleTrace { private class VehicleTrace {
private final String vehicleId; private final String vehicleId;
private final PrintWriter writer; private final PrintWriter writer;
private final long traceStartMillis; private final long traceStartMillis;
VehicleTrace(String vehicleId, String directory) { VehicleTrace(String vehicleId, String directory) {
this.vehicleId = vehicleId; this.vehicleId = vehicleId;
this.traceStartMillis = System.currentTimeMillis(); this.traceStartMillis = System.currentTimeMillis();
PrintWriter w = null; PrintWriter w = null;
try { try {
String filename = String.format("%s/vehicle-%s.trace", directory, vehicleId); String filename = String.format("%s/vehicle-%s.trace", directory, vehicleId);
w = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename, false)), true); w = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename, false)), true);
// Write header // Write header
w.println("=".repeat(80)); w.println("=".repeat(80));
w.println("VEHICLE TRACE: " + vehicleId); w.println("VEHICLE TRACE: " + vehicleId);
w.println("Trace Started: " + timestampFormat.format(new Date())); w.println("Trace Started: " + timestampFormat.format(new Date()));
w.println("=".repeat(80)); w.println("=".repeat(80));
w.println(); w.println();
w.printf("%-23s | %-8s | %-15s | %-15s | %s\n", w.printf("%-23s | %-8s | %-15s | %-15s | %s\n",
"TIMESTAMP", "REL_TIME", "EVENT", "LOCATION", "DESCRIPTION"); "TIMESTAMP", "REL_TIME", "EVENT", "LOCATION", "DESCRIPTION");
w.println("-".repeat(80)); w.println("-".repeat(80));
} catch (IOException e) { } catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to create trace file for " + vehicleId + ": " + e.getMessage()); System.err.println("Failed to create trace file for " + vehicleId + ": " + e.getMessage());
} }
this.writer = w; this.writer = w;
} }
void logEvent(String eventType, String location, String description) { void logEvent(String eventType, String location, String description) {
if (writer == null) return; if (writer == null)
return;
long now = System.currentTimeMillis(); long now = System.currentTimeMillis();
String timestamp = timestampFormat.format(new Date(now)); String timestamp = timestampFormat.format(new Date(now));
double relativeTime = (now - traceStartMillis) / 1000.0; double relativeTime = (now - traceStartMillis) / 1000.0;
writer.printf("%-23s | %8.3fs | %-15s | %-15s | %s\n", writer.printf("%-23s | %8.3fs | %-15s | %-15s | %s\n",
timestamp, timestamp,
relativeTime, relativeTime,
truncate(eventType, 15), truncate(eventType, 15),
truncate(location, 15), truncate(location, 15),
description description);
);
writer.flush(); writer.flush();
} }
void writeSummary(Vehicle vehicle, double systemTime) { void writeSummary(Vehicle vehicle, double systemTime) {
if (writer == null) return; if (writer == null)
return;
writer.println(); writer.println();
writer.println("=".repeat(80)); writer.println("=".repeat(80));
writer.println("JOURNEY SUMMARY"); writer.println("JOURNEY SUMMARY");
@@ -301,18 +333,18 @@ public class VehicleTracer {
writer.println(); writer.println();
writer.printf("Entry Time: %.2f seconds\n", vehicle.getEntryTime()); writer.printf("Entry Time: %.2f seconds\n", vehicle.getEntryTime());
writer.printf("Total System Time: %.2f seconds\n", systemTime); writer.printf("Total System Time: %.2f seconds\n", systemTime);
writer.printf("Total Waiting Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n", writer.printf("Total Waiting Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n",
vehicle.getTotalWaitingTime(), vehicle.getTotalWaitingTime(),
100.0 * vehicle.getTotalWaitingTime() / systemTime); 100.0 * vehicle.getTotalWaitingTime() / systemTime);
writer.printf("Total Crossing Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n", writer.printf("Total Crossing Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n",
vehicle.getTotalCrossingTime(), vehicle.getTotalCrossingTime(),
100.0 * vehicle.getTotalCrossingTime() / systemTime); 100.0 * vehicle.getTotalCrossingTime() / systemTime);
writer.printf("Travel Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n", writer.printf("Travel Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n",
systemTime - vehicle.getTotalWaitingTime() - vehicle.getTotalCrossingTime(), systemTime - vehicle.getTotalWaitingTime() - vehicle.getTotalCrossingTime(),
100.0 * (systemTime - vehicle.getTotalWaitingTime() - vehicle.getTotalCrossingTime()) / systemTime); 100.0 * (systemTime - vehicle.getTotalWaitingTime() - vehicle.getTotalCrossingTime()) / systemTime);
writer.println("=".repeat(80)); writer.println("=".repeat(80));
} }
void close() { void close() {
if (writer != null) { if (writer != null) {
writer.println(); writer.println();
@@ -322,10 +354,11 @@ public class VehicleTracer {
writer.close(); writer.close();
} }
} }
private String truncate(String str, int maxLength) { private String truncate(String str, int maxLength) {
if (str == null) return ""; if (str == null)
return "";
return str.length() <= maxLength ? str : str.substring(0, maxLength); return str.length() <= maxLength ? str : str.substring(0, maxLength);
} }
} }
} }

View File

@@ -86,19 +86,13 @@ public class Intersection {
} }
/** /**
* Recebe um veículo e coloca-o na fila correta. * Recebe um novo veículo e coloca-o na fila do semáforo apropriado.
* A direção é escolhida com base na tabela de encaminhamento.
* *
* <p>Passos executados:</p> * @param vehicle o veículo que está a chegar a esta interseção
* <ol> * @param simulationTime o tempo de simulação atual (em segundos)
* <li>Incrementa o contador de veículos recebidos</li>
* <li>Obtém o próximo destino do veículo</li>
* <li>Consulta a tabela de encaminhamento para encontrar a direção</li>
* <li>Adiciona o veículo à fila do semáforo apropriado</li>
* </ol>
*
* @param vehicle o veículo que chega à interseção
*/ */
public void receiveVehicle(Vehicle vehicle) { public void receiveVehicle(Vehicle vehicle, double simulationTime) {
totalVehiclesReceived++; totalVehiclesReceived++;
// Note: Route advancement is handled by SimulationEngine.handleVehicleArrival() // Note: Route advancement is handled by SimulationEngine.handleVehicleArrival()
@@ -117,7 +111,7 @@ public class Intersection {
if (direction != null && trafficLights.containsKey(direction)) { if (direction != null && trafficLights.containsKey(direction)) {
// Found a valid route and light, add vehicle to the queue // Found a valid route and light, add vehicle to the queue
trafficLights.get(direction).addVehicle(vehicle); trafficLights.get(direction).addVehicle(vehicle, simulationTime);
} else { } else {
// Routing error: No rule for this destination or no light for that direction // Routing error: No rule for this destination or no light for that direction
System.err.printf( System.err.printf(
@@ -125,9 +119,7 @@ public class Intersection {
this.id, vehicle.getId(), nextDestination, direction this.id, vehicle.getId(), nextDestination, direction
); );
} }
} } /**
/**
* Retorna a direção que um veículo deve tomar para alcançar um destino. * Retorna a direção que um veículo deve tomar para alcançar um destino.
* *
* @param destination o próximo destino (ex: "Cr3", "S") * @param destination o próximo destino (ex: "Cr3", "S")

View File

@@ -5,41 +5,52 @@ import java.util.UUID;
import sd.protocol.MessageProtocol; import sd.protocol.MessageProtocol;
/** /**
* Representa uma mensagem trocada entre processos na simulação distribuída. * Envelope fundamental do protocolo de comunicação entre processos distribuídos (IPC).
* * <p>
* <p>Cada mensagem tem um ID único, tipo, remetente, destino e payload. * Esta classe atua como a Unidade de Dados de Aplicação (ADU), encapsulando tanto
* Implementa {@link MessageProtocol} que estende Serializable para transmissão pela rede.</p> * os metadados de roteamento (origem, destino, tipo) quanto a carga útil (payload)
* polimórfica. É agnóstica ao conteúdo, servindo como contentor genérico para
* transferência de estado (Veículos, Estatísticas) ou sinais de controlo (Semáforos).
* <p>
* A imutabilidade dos campos (exceto via serialização) garante a integridade da mensagem
* durante o trânsito na rede.
*/ */
public class Message implements MessageProtocol { public class Message implements MessageProtocol {
private static final long serialVersionUID = 1L; private static final long serialVersionUID = 1L;
/** Identificador único desta mensagem */ /** * Identificador único universal (UUID).
* Essencial para rastreabilidade (tracing), logs de auditoria e mecanismos de deduplicação.
*/
private final String messageId; private final String messageId;
/** Tipo desta mensagem (ex: VEHICLE_TRANSFER, STATS_UPDATE) */ /** Discriminador semântico que define como o recetor deve processar o payload. */
private final MessageType type; private final MessageType type;
/** Identificador do processo que enviou esta mensagem */ /** Identificador lógico do nó emissor (ex: "Cr1", "Coordinator"). */
private final String senderId; private final String senderId;
/** Identificador do processo de destino (pode ser null para broadcast) */ /** * Identificador lógico do nó recetor.
* Se {@code null}, a mensagem deve ser tratada como <b>Broadcast</b>.
*/
private final String destinationId; private final String destinationId;
/** Dados a serem transmitidos (o tipo depende do tipo de mensagem) */ /** * Carga útil polimórfica.
* Deve implementar {@link java.io.Serializable} para garantir transmissão correta.
*/
private final Object payload; private final Object payload;
/** Timestamp de criação da mensagem (tempo de simulação ou real) */ /** Marca temporal da criação da mensagem (Unix Timestamp), usada para cálculo de latência de rede. */
private final long timestamp; private final long timestamp;
/** /**
* Cria uma nova mensagem com todos os parâmetros. * Construtor completo para reconstrução de mensagens ou envio com timestamp manual.
* *
* @param type tipo da mensagem * @param type Classificação semântica da mensagem.
* @param senderId ID do processo remetente * @param senderId ID do processo origem.
* @param destinationId ID do processo de destino (null para broadcast) * @param destinationId ID do processo destino (ou null para broadcast).
* @param payload conteúdo da mensagem * @param payload Objeto de domínio a ser transportado.
* @param timestamp timestamp de criação da mensagem * @param timestamp Instante de criação (ms).
*/ */
public Message(MessageType type, String senderId, String destinationId, public Message(MessageType type, String senderId, String destinationId,
Object payload, long timestamp) { Object payload, long timestamp) {
@@ -52,23 +63,24 @@ public class Message implements MessageProtocol {
} }
/** /**
* Cria uma nova mensagem usando o tempo atual do sistema como timestamp. * Construtor de conveniência que atribui automaticamente o timestamp atual do sistema.
* *
* @param type tipo da mensagem * @param type Classificação semântica.
* @param senderId ID do processo remetente * @param senderId ID do processo origem.
* @param destinationId ID do processo de destino * @param destinationId ID do processo destino.
* @param payload conteúdo da mensagem * @param payload Objeto de domínio.
*/ */
public Message(MessageType type, String senderId, String destinationId, Object payload) { public Message(MessageType type, String senderId, String destinationId, Object payload) {
this(type, senderId, destinationId, payload, System.currentTimeMillis()); this(type, senderId, destinationId, payload, System.currentTimeMillis());
} }
/** /**
* Cria uma mensagem de broadcast (sem destino específico). * Construtor de conveniência para mensagens de difusão (Broadcast).
* Define {@code destinationId} como null.
* *
* @param type tipo da mensagem * @param type Classificação semântica.
* @param senderId ID do processo remetente * @param senderId ID do processo origem.
* @param payload conteúdo da mensagem * @param payload Objeto de domínio.
*/ */
public Message(MessageType type, String senderId, Object payload) { public Message(MessageType type, String senderId, Object payload) {
this(type, senderId, null, payload, System.currentTimeMillis()); this(type, senderId, null, payload, System.currentTimeMillis());
@@ -101,21 +113,23 @@ public class Message implements MessageProtocol {
} }
/** /**
* Checks if this is a broadcast message (no specific destination). * Verifica se a mensagem se destina a todos os nós da rede.
* *
* @return true if destinationId is null, false otherwise * @return {@code true} se o destinationId for nulo.
*/ */
public boolean isBroadcast() { public boolean isBroadcast() {
return destinationId == null; return destinationId == null;
} }
/** /**
* Gets the payload cast to a specific type. * Utilitário para casting seguro e fluente do payload.
* Use with caution and ensure type safety. * <p>
* Evita a necessidade de casts explícitos e supressão de warnings no código cliente.
* *
* @param <T> The expected payload type * @param <T> O tipo esperado do payload.
* @return The payload cast to type T * @param clazz A classe do tipo esperado para verificação em runtime (opcional no uso, mas boa prática).
* @throws ClassCastException if the payload is not of type T * @return O payload convertido para o tipo T.
* @throws ClassCastException Se o payload não for compatível com o tipo solicitado.
*/ */
@SuppressWarnings("unchecked") @SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T getPayloadAs(Class<T> clazz) { public <T> T getPayloadAs(Class<T> clazz) {
@@ -140,4 +154,4 @@ public class Message implements MessageProtocol {
destinationId != null ? destinationId : "BROADCAST", destinationId != null ? destinationId : "BROADCAST",
timestamp); timestamp);
} }
} }

View File

@@ -40,4 +40,10 @@ public enum MessageType {
*/ */
SHUTDOWN, SHUTDOWN,
/**
* Mensagem para alterar a política de roteamento durante a simulação.
* Payload: String com o nome da nova política (RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED)
*/
ROUTING_POLICY_CHANGE,
} }

View File

@@ -54,9 +54,9 @@ public class TrafficLight {
/** /**
* Regista quando os veículos chegam ao semáforo para cálculo do tempo de espera. * Regista quando os veículos chegam ao semáforo para cálculo do tempo de espera.
* Mapeia ID do veículo para timestamp de chegada (milissegundos). * Mapeia ID do veículo para tempo de simulação de chegada (segundos).
*/ */
private final Map<String, Long> vehicleArrivalTimes; private final Map<String, Double> vehicleArrivalTimes;
/** /**
* Cria um novo semáforo. * Cria um novo semáforo.
@@ -89,12 +89,13 @@ public class TrafficLight {
* veículo esperou. * veículo esperou.
* *
* @param vehicle O veículo que chega ao semáforo. * @param vehicle O veículo que chega ao semáforo.
* @param simulationTime O tempo de simulação atual (em segundos).
*/ */
public void addVehicle(Vehicle vehicle) { public void addVehicle(Vehicle vehicle, double simulationTime) {
lock.lock(); lock.lock();
try { try {
queue.offer(vehicle); queue.offer(vehicle);
vehicleArrivalTimes.put(vehicle.getId(), System.currentTimeMillis()); vehicleArrivalTimes.put(vehicle.getId(), simulationTime);
vehicleAdded.signalAll(); vehicleAdded.signalAll();
} finally { } finally {
lock.unlock(); lock.unlock();
@@ -112,9 +113,10 @@ public class TrafficLight {
* *
* <p>Atualiza automaticamente as estatísticas de tempo de espera do veículo.</p> * <p>Atualiza automaticamente as estatísticas de tempo de espera do veículo.</p>
* *
* @param simulationTime O tempo de simulação atual (em segundos).
* @return o veículo que vai atravessar, ou null se não for possível * @return o veículo que vai atravessar, ou null se não for possível
*/ */
public Vehicle removeVehicle() { public Vehicle removeVehicle(double simulationTime) {
lock.lock(); lock.lock();
try { try {
if (state == TrafficLightState.GREEN && !queue.isEmpty()) { if (state == TrafficLightState.GREEN && !queue.isEmpty()) {
@@ -122,9 +124,9 @@ public class TrafficLight {
if (vehicle != null) { if (vehicle != null) {
totalVehiclesProcessed++; totalVehiclesProcessed++;
Long arrivalTime = vehicleArrivalTimes.remove(vehicle.getId()); Double arrivalTime = vehicleArrivalTimes.remove(vehicle.getId());
if (arrivalTime != null) { if (arrivalTime != null) {
double waitTimeSeconds = (System.currentTimeMillis() - arrivalTime) / 1000.0; double waitTimeSeconds = simulationTime - arrivalTime;
vehicle.addWaitingTime(waitTimeSeconds); vehicle.addWaitingTime(waitTimeSeconds);
} }
} }

View File

@@ -7,16 +7,20 @@ import java.util.List;
/** /**
* Representa um veículo que se move pela rede de interseções. * Representa um veículo que se move pela rede de interseções.
* *
* <p>Esta classe é o "gémeo digital" de um carro, mota ou camião. * <p>
* Mantém toda a informação necessária:</p> * Esta classe é o "gémeo digital" de um carro, mota ou camião.
* Mantém toda a informação necessária:
* </p>
* <ul> * <ul>
* <li>Identificação e tipo do veículo</li> * <li>Identificação e tipo do veículo</li>
* <li>Rota completa a percorrer</li> * <li>Rota completa a percorrer</li>
* <li>Métricas de tempo (espera, travessia, total)</li> * <li>Métricas de tempo (espera, travessia, total)</li>
* </ul> * </ul>
* *
* <p>O objeto é serializado e enviado pela rede à medida que o veículo * <p>
* se move entre processos distribuídos.</p> * O objeto é serializado e enviado pela rede à medida que o veículo
* se move entre processos distribuídos.
* </p>
*/ */
public class Vehicle implements Serializable { public class Vehicle implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L; private static final long serialVersionUID = 1L;
@@ -42,10 +46,16 @@ public class Vehicle implements Serializable {
*/ */
private int currentRouteIndex; private int currentRouteIndex;
/** Tempo total acumulado (segundos) que o veículo passou à espera em semáforos vermelhos */ /**
* Tempo total acumulado (segundos) que o veículo passou à espera em semáforos
* vermelhos
*/
private double totalWaitingTime; private double totalWaitingTime;
/** Tempo total acumulado (segundos) que o veículo passou a atravessar interseções */ /**
* Tempo total acumulado (segundos) que o veículo passou a atravessar
* interseções
*/
private double totalCrossingTime; private double totalCrossingTime;
/** /**
@@ -80,7 +90,8 @@ public class Vehicle implements Serializable {
} }
/** /**
* Obtém o destino atual (próxima interseção ou saída) para onde o veículo se dirige. * Obtém o destino atual (próxima interseção ou saída) para onde o veículo se
* dirige.
* *
* @return ID do destino atual (ex: "Cr1"), ou {@code null} se a rota terminou * @return ID do destino atual (ex: "Cr1"), ou {@code null} se a rota terminou
*/ */

View File

@@ -16,10 +16,17 @@ import sd.serialization.MessageSerializer;
import sd.serialization.SerializationException; import sd.serialization.SerializationException;
import sd.serialization.SerializerFactory; import sd.serialization.SerializerFactory;
/** /**
* Simplifica comunicação via sockets. * Wrapper de alto nível para gestão robusta de conexões TCP.
* Inclui lógica de retry para robustez. * <p>
* Esta classe abstrai a complexidade da API nativa {@link java.net.Socket}, oferecendo:
* <ol>
* <li><b>Resiliência:</b> Lógica de reconexão automática (Retry Loop) no arranque, crucial para sistemas
* distribuídos onde a ordem de inicialização dos nós não é garantida.</li>
* <li><b>Framing:</b> Implementação transparente do protocolo "Length-Prefix" (4 bytes de tamanho + payload),
* resolvendo o problema de fragmentação de stream TCP.</li>
* <li><b>Serialização:</b> Integração direta com a camada de serialização JSON.</li>
* </ol>
*/ */
public class SocketConnection implements Closeable { public class SocketConnection implements Closeable {
@@ -28,20 +35,24 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
private final InputStream inputStream; private final InputStream inputStream;
private final MessageSerializer serializer; private final MessageSerializer serializer;
/** Número máximo de tentativas de ligação */ /** Número máximo de tentativas de ligação antes de desistir (Fail-fast). */
private static final int MAX_RETRIES = 5; private static final int MAX_RETRIES = 5;
/** Atraso entre tentativas (milissegundos) */
/** Janela de espera (backoff) linear entre tentativas (em milissegundos). */
private static final long RETRY_DELAY_MS = 1000; private static final long RETRY_DELAY_MS = 1000;
/** /**
* Construtor do cliente que inicia a ligação. * Construtor para clientes (Active Open).
* Tenta ligar a um servidor já em escuta, com retry. * Tenta estabelecer uma conexão TCP com um servidor, aplicando lógica de retry.
* <p>
* Este comportamento é vital quando o processo Coordenador inicia antes das Interseções estarem
* prontas para aceitar conexões ({@code accept()}).
* *
* @param host endereço do host (ex: "localhost") * @param host Endereço do nó de destino (ex: "localhost").
* @param port número da porta * @param port Porta de serviço.
* @throws IOException se falhar após todas as tentativas * @throws IOException Se a conexão falhar após todas as {@code MAX_RETRIES} tentativas.
* @throws UnknownHostException se o host não for encontrado * @throws UnknownHostException Se o DNS não resolver o hostname.
* @throws InterruptedException se a thread for interrompida * @throws InterruptedException Se a thread for interrompida durante o sleep de retry.
*/ */
public SocketConnection(String host, int port) throws IOException, UnknownHostException, InterruptedException { public SocketConnection(String host, int port) throws IOException, UnknownHostException, InterruptedException {
Socket tempSocket = null; Socket tempSocket = null;
@@ -52,7 +63,7 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
// --- Retry Loop --- // --- Retry Loop ---
for (int attempt = 1; attempt <= MAX_RETRIES; attempt++) { for (int attempt = 1; attempt <= MAX_RETRIES; attempt++) {
try { try {
// Try to establish the connection // Try to establish the connection (SYN -> SYN-ACK -> ACK)
tempSocket = new Socket(host, port); tempSocket = new Socket(host, port);
// If successful, break out of the retry loop // If successful, break out of the retry loop
@@ -61,17 +72,17 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
break; break;
} catch (ConnectException | SocketTimeoutException e) { } catch (ConnectException | SocketTimeoutException e) {
// These are common errors indicating the server might not be ready. // Common errors: "Connection refused" (server not up) or "Timeout" (firewall/network)
lastException = e; lastException = e;
System.out.printf("[SocketConnection] Attempt %d/%d failed: %s. Retrying in %d ms...%n", System.out.printf("[SocketConnection] Attempt %d/%d failed: %s. Retrying in %d ms...%n",
attempt, MAX_RETRIES, e.getMessage(), RETRY_DELAY_MS); attempt, MAX_RETRIES, e.getMessage(), RETRY_DELAY_MS);
if (attempt < MAX_RETRIES) { if (attempt < MAX_RETRIES) {
// Wait before the next attempt // Blocking wait before next attempt
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(RETRY_DELAY_MS); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(RETRY_DELAY_MS);
} }
} catch (IOException e) { } catch (IOException e) {
// Other IOExceptions might be more permanent, but we retry anyway. // Other IO errors
lastException = e; lastException = e;
System.out.printf("[SocketConnection] Attempt %d/%d failed with IOException: %s. Retrying in %d ms...%n", System.out.printf("[SocketConnection] Attempt %d/%d failed with IOException: %s. Retrying in %d ms...%n",
attempt, MAX_RETRIES, e.getMessage(), RETRY_DELAY_MS); attempt, MAX_RETRIES, e.getMessage(), RETRY_DELAY_MS);
@@ -81,51 +92,49 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
} }
} // --- End of Retry Loop --- } // --- End of Retry Loop ---
// If after all retries tempSocket is still null, it means connection failed permanently. // Final validation
if (tempSocket == null) { if (tempSocket == null) {
System.err.printf("[SocketConnection] Failed to connect to %s:%d after %d attempts.%n", host, port, MAX_RETRIES); System.err.printf("[SocketConnection] Failed to connect to %s:%d after %d attempts.%n", host, port, MAX_RETRIES);
if (lastException != null) { if (lastException != null) {
throw lastException; // Throw the last exception encountered throw lastException; // Propagate the root cause
} else { } else {
// Should not happen if loop ran, but as a fallback
throw new IOException("Failed to connect after " + MAX_RETRIES + " attempts, reason unknown."); throw new IOException("Failed to connect after " + MAX_RETRIES + " attempts, reason unknown.");
} }
} }
// If connection was successful, assign to final variable and create streams // Initialize streams
this.socket = tempSocket; this.socket = tempSocket;
this.outputStream = socket.getOutputStream(); this.outputStream = socket.getOutputStream();
this.inputStream = socket.getInputStream(); this.inputStream = socket.getInputStream();
this.serializer = SerializerFactory.createDefault(); this.serializer = SerializerFactory.createDefault();
} }
/** /**
* Constructor for the "Server" (who accepts the connection). * Construtor para servidores (Passive Open).
* Receives a Socket that has already been accepted by a ServerSocket. * Envolve um socket já conectado (retornado por {@code serverSocket.accept()}).
* No retry logic needed here as the connection is already established. * Não necessita de retry logic pois a conexão física já existe.
* *
* @param acceptedSocket The Socket returned by serverSocket.accept(). * @param acceptedSocket O socket ativo retornado pelo SO.
* @throws IOException If stream creation fails. * @throws IOException Se falhar a obtenção dos streams de I/O.
*/ */
public SocketConnection(Socket acceptedSocket) throws IOException { public SocketConnection(Socket acceptedSocket) throws IOException {
this.socket = acceptedSocket; this.socket = acceptedSocket;
this.outputStream = socket.getOutputStream(); this.outputStream = socket.getOutputStream();
this.inputStream = socket.getInputStream(); this.inputStream = socket.getInputStream();
this.serializer = SerializerFactory.createDefault(); this.serializer = SerializerFactory.createDefault();
} }
/** /**
* Sends (serializes) a MessageProtocol object over the socket. * Serializa e transmite uma mensagem através do canal.
* <p>
* Utiliza sincronização ({@code synchronized}) para garantir que escritas concorrentes
* na mesma conexão não corrompem a stream de bytes (thread-safety).
* *
* @param message The "envelope" (which contains the Vehicle) to be sent. * @param message O objeto de protocolo a enviar.
* @throws IOException If writing to the stream fails or socket is not connected. * @throws IOException Se o socket estiver fechado ou ocorrer erro de escrita.
*/ */
public synchronized void sendMessage(MessageProtocol message) throws IOException { public synchronized void sendMessage(MessageProtocol message) throws IOException {
if (socket == null || !socket.isConnected()) { if (socket == null || !socket.isConnected()) {
throw new IOException("Socket is not connected"); throw new IOException("Socket is not connected");
} }
@@ -133,11 +142,11 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
// Serializa para bytes JSON // Serializa para bytes JSON
byte[] data = serializer.serialize(message); byte[] data = serializer.serialize(message);
// Write 4-byte length prefix // Write 4-byte length prefix (Framing)
DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(outputStream); DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(outputStream);
dataOut.writeInt(data.length); dataOut.writeInt(data.length);
dataOut.write(data); dataOut.write(data);
dataOut.flush(); dataOut.flush(); // Force transmission immediately
} catch (SerializationException e) { } catch (SerializationException e) {
throw new IOException("Failed to serialize message", e); throw new IOException("Failed to serialize message", e);
@@ -145,11 +154,14 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
} }
/** /**
* Tries to read (deserialize) a MessageProtocol object from the socket. * Bloqueia à espera de uma mensagem completa do socket.
* <p>
* Lê primeiro o cabeçalho de tamanho (4 bytes) e depois o payload exato,
* garantindo que processa mensagens completas mesmo se chegarem fragmentadas em múltiplos pacotes TCP.
* *
* @return The "envelope" (MessageProtocol) that was received. * @return O objeto {@link MessageProtocol} reconstruído.
* @throws IOException If the connection is lost, the stream is corrupted, or socket is not connected. * @throws IOException Se a conexão for perdida (EOF) ou o stream corrompido.
* @throws ClassNotFoundException If the received object is unknown. * @throws ClassNotFoundException Se o tipo desserializado não for encontrado no classpath.
*/ */
public MessageProtocol receiveMessage() throws IOException, ClassNotFoundException { public MessageProtocol receiveMessage() throws IOException, ClassNotFoundException {
if (socket == null || !socket.isConnected()) { if (socket == null || !socket.isConnected()) {
@@ -161,15 +173,16 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
DataInputStream dataIn = new DataInputStream(inputStream); DataInputStream dataIn = new DataInputStream(inputStream);
int length = dataIn.readInt(); int length = dataIn.readInt();
if (length <= 0 || length > 10_000_000) { // Sanity check (10MB max) // Sanity check para evitar OutOfMemory em caso de corrupção de stream
if (length <= 0 || length > 10_000_000) { // Max 10MB payload
throw new IOException("Invalid message length: " + length); throw new IOException("Invalid message length: " + length);
} }
// Ler dados da mensagem // Ler dados exatos da mensagem
byte[] data = new byte[length]; byte[] data = new byte[length];
dataIn.readFully(data); dataIn.readFully(data);
// Deserialize do JSON - use concrete Message class, not interface // Deserialize do JSON - força o tipo concreto Message
return serializer.deserialize(data, sd.model.Message.class); return serializer.deserialize(data, sd.model.Message.class);
} catch (SerializationException e) { } catch (SerializationException e) {
@@ -178,7 +191,8 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
} }
/** /**
* Closes the socket and all streams (Input and Output). * Encerra a conexão e liberta os descritores de ficheiro.
* Operação idempotente.
*/ */
@Override @Override
public void close() throws IOException { public void close() throws IOException {
@@ -188,7 +202,8 @@ public class SocketConnection implements Closeable {
} }
/** /**
* @return true if the socket is still connected and not closed. * Verifica o estado operacional da conexão.
* @return true se o socket está aberto e conectado.
*/ */
public boolean isConnected() { public boolean isConnected() {
return socket != null && socket.isConnected() && !socket.isClosed(); return socket != null && socket.isConnected() && !socket.isClosed();

View File

@@ -0,0 +1,151 @@
package sd.routing;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Implementação da política de roteamento por menor congestionamento.
*
* <p>Esta política escolhe dinamicamente a rota que passa pelos cruzamentos
* menos congestionados, com base no tamanho atual das filas em cada interseção.
* É uma política dinâmica que adapta as decisões ao estado da rede.</p>
*
* <p>Objetivo: Distribuir o tráfego pela rede, evitando bottlenecks e
* minimizando o tempo de espera total.</p>
*
* <p><strong>Algoritmo:</strong></p>
* <ol>
* <li>Para cada rota possível, calcula a carga total (soma das filas)</li>
* <li>Escolhe a rota com menor carga total</li>
* <li>Em caso de empate ou falta de informação, usa a rota mais curta</li>
* </ol>
*/
public class LeastCongestedRouteSelector implements RouteSelector {
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E1 */
private final List<List<String>> e1Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E2 */
private final List<List<String>> e2Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E3 */
private final List<List<String>> e3Routes;
/**
* Cria um novo seletor de rotas baseado em menor congestionamento.
*/
public LeastCongestedRouteSelector() {
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializeRoutes();
}
/**
* Inicializa as rotas possíveis para cada ponto de entrada.
*/
private void initializeRoutes() {
// Rotas de E1 (entrada Norte)
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"));
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"));
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S"));
// Rotas de E2 (entrada Oeste)
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S"));
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S"));
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"));
// Rotas de E3 (entrada Sul)
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "S"));
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S"));
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"));
}
@Override
public List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes) {
List<List<String>> availableRoutes = getRoutesForEntryPoint(entryPoint);
// Se não temos informação sobre filas, usa a rota mais curta como fallback
if (queueSizes == null || queueSizes.isEmpty()) {
return selectShortestRoute(availableRoutes);
}
// Calcula a carga de cada rota e escolhe a menos congestionada
List<String> bestRoute = null;
int minLoad = Integer.MAX_VALUE;
for (List<String> route : availableRoutes) {
int routeLoad = calculateRouteLoad(route, queueSizes);
if (routeLoad < minLoad) {
minLoad = routeLoad;
bestRoute = route;
}
}
// Fallback: se não conseguimos calcular carga, usa a primeira rota
if (bestRoute == null) {
bestRoute = availableRoutes.get(0);
}
return new ArrayList<>(bestRoute);
}
/**
* Calcula a carga total de uma rota (soma do tamanho das filas em todos os cruzamentos).
*
* @param route rota a avaliar
* @param queueSizes mapa com tamanho das filas por interseção
* @return carga total da rota (soma das filas)
*/
private int calculateRouteLoad(List<String> route, Map<String, Integer> queueSizes) {
int totalLoad = 0;
for (String intersection : route) {
// Ignora "S" (saída) e apenas conta cruzamentos reais
if (!intersection.equals("S") && queueSizes.containsKey(intersection)) {
totalLoad += queueSizes.get(intersection);
}
}
return totalLoad;
}
/**
* Seleciona a rota mais curta (menor número de nós) como fallback.
*
* @param routes lista de rotas disponíveis
* @return a rota mais curta
*/
private List<String> selectShortestRoute(List<List<String>> routes) {
List<String> shortest = routes.get(0);
for (List<String> route : routes) {
if (route.size() < shortest.size()) {
shortest = route;
}
}
return new ArrayList<>(shortest);
}
/**
* Obtém as rotas disponíveis para um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @return lista de rotas disponíveis
*/
private List<List<String>> getRoutesForEntryPoint(String entryPoint) {
switch (entryPoint.toUpperCase()) {
case "E1":
return e1Routes;
case "E2":
return e2Routes;
case "E3":
return e3Routes;
default:
System.err.printf("Unknown entry point: %s, defaulting to E1%n", entryPoint);
return e1Routes;
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,122 @@
package sd.routing;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Implementação da política de roteamento aleatória (baseline).
*
* <p>Esta política seleciona rotas com base em probabilidades predefinidas,
* sem considerar o estado atual da rede. É a implementação de referência
* para comparação com outras políticas.</p>
*
* <p>As rotas são organizadas por ponto de entrada (E1, E2, E3) e cada rota
* tem uma probabilidade de seleção associada.</p>
*/
public class RandomRouteSelector implements RouteSelector {
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E1 */
private final List<RouteWithProbability> e1Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E2 */
private final List<RouteWithProbability> e2Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E3 */
private final List<RouteWithProbability> e3Routes;
/**
* Cria um novo seletor de rotas aleatórias com rotas predefinidas.
*/
public RandomRouteSelector() {
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializePossibleRoutes();
}
/**
* Define todas as rotas possíveis que os veículos podem tomar.
* As rotas são organizadas por ponto de entrada (E1, E2, E3).
* Cada rota tem uma probabilidade que determina a frequência com que é escolhida.
*/
private void initializePossibleRoutes() {
// Rotas de E1 (entrada Norte)
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.34));
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33));
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S"), 0.33));
// Rotas de E2 (entrada Oeste)
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S"), 0.34));
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S"), 0.33));
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33));
// Rotas de E3 (entrada Sul)
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "S"), 0.34));
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33));
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33));
}
@Override
public List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes) {
// Ignora queueSizes - seleção aleatória não depende do estado da rede
List<RouteWithProbability> selectedRoutes = getRoutesForEntryPoint(entryPoint);
// Seleciona uma rota baseada em probabilidades cumulativas
double rand = Math.random();
double cumulative = 0.0;
for (RouteWithProbability routeWithProb : selectedRoutes) {
cumulative += routeWithProb.probability;
if (rand <= cumulative) {
// Retorna uma cópia da rota para prevenir modificações
return new ArrayList<>(routeWithProb.route);
}
}
// Fallback: retorna a primeira rota
return new ArrayList<>(selectedRoutes.get(0).route);
}
/**
* Obtém as rotas disponíveis para um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @return lista de rotas com probabilidades
*/
private List<RouteWithProbability> getRoutesForEntryPoint(String entryPoint) {
switch (entryPoint.toUpperCase()) {
case "E1":
return e1Routes;
case "E2":
return e2Routes;
case "E3":
return e3Routes;
default:
System.err.printf("Unknown entry point: %s, defaulting to E1%n", entryPoint);
return e1Routes;
}
}
/**
* Classe interna para associar uma rota com sua probabilidade de seleção.
*/
private static class RouteWithProbability {
final List<String> route;
final double probability;
RouteWithProbability(List<String> route, double probability) {
this.route = route;
this.probability = probability;
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,25 @@
package sd.routing;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Interface para implementação de políticas de seleção de rotas.
*
* <p>Define o contrato que todas as políticas de roteamento devem seguir.
* Permite a implementação de diferentes estratégias de roteamento
* (aleatória, caminho mais curto, menor congestionamento, etc.).</p>
*/
public interface RouteSelector {
/**
* Seleciona uma rota para um veículo a partir de um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @param queueSizes mapa com o tamanho das filas em cada interseção (opcional, pode ser null).
* Chave: ID da interseção (ex: "Cr1", "Cr2")
* Valor: número total de veículos em espera nessa interseção
* @return lista de IDs representando a rota escolhida (ex: ["Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"])
*/
List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes);
}

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@@ -0,0 +1,36 @@
package sd.routing;
/**
* Enumeração que define as políticas de roteamento disponíveis para a simulação.
*
* <p>As políticas de roteamento determinam como os veículos escolhem o caminho
* a seguir desde o ponto de entrada até à saída da rede de interseções.</p>
*
* <ul>
* <li><strong>RANDOM:</strong> Seleção aleatória de rotas baseada em probabilidades predefinidas</li>
* <li><strong>SHORTEST_PATH:</strong> Escolhe sempre a rota com o menor número de cruzamentos</li>
* <li><strong>LEAST_CONGESTED:</strong> Escolhe a rota evitando cruzamentos mais congestionados</li>
* </ul>
*/
public enum RoutingPolicy {
/**
* Política aleatória (baseline).
* Seleciona rotas com base em probabilidades predefinidas, sem considerar
* o estado atual da rede.
*/
RANDOM,
/**
* Política do caminho mais curto.
* Sempre escolhe a rota com o menor número de cruzamentos entre o ponto
* de entrada e a saída, minimizando a distância teórica.
*/
SHORTEST_PATH,
/**
* Política das menores filas (roteamento dinâmico).
* Escolhe a rota que passa pelos cruzamentos menos congestionados,
* com base no tamanho atual das filas em cada interseção.
*/
LEAST_CONGESTED
}

View File

@@ -0,0 +1,89 @@
package sd.routing;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Implementação da política de roteamento por caminho mais curto.
*
* <p>Esta política sempre escolhe a rota com o menor número de cruzamentos
* entre o ponto de entrada e a saída. É uma política determinística que
* não considera o estado da rede (tamanho das filas).</p>
*
* <p>Objetivo: Minimizar a distância teórica percorrida pelos veículos.</p>
*/
public class ShortestPathRouteSelector implements RouteSelector {
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E1, ordenadas por comprimento */
private final List<List<String>> e1Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E2, ordenadas por comprimento */
private final List<List<String>> e2Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E3, ordenadas por comprimento */
private final List<List<String>> e3Routes;
/**
* Cria um novo seletor de rotas por caminho mais curto.
* As rotas são ordenadas por comprimento (número de cruzamentos).
*/
public ShortestPathRouteSelector() {
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializeRoutes();
}
/**
* Inicializa as rotas possíveis para cada ponto de entrada.
* As rotas são organizadas da mais curta para a mais longa.
*/
private void initializeRoutes() {
// Rotas de E1 (entrada Norte) - ordenadas por comprimento
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S")); // 4 nós
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S")); // 4 nós
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S")); // 4 nós
// Rotas de E2 (entrada Oeste) - ordenadas por comprimento
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S")); // 3 nós (mais curta!)
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S")); // 3 nós
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S")); // 5 nós
// Rotas de E3 (entrada Sul) - ordenadas por comprimento
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "S")); // 2 nós (mais curta!)
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S")); // 4 nós
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S")); // 6 nós
}
@Override
public List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes) {
// Ignora queueSizes - política baseada apenas no comprimento do caminho
List<List<String>> availableRoutes = getRoutesForEntryPoint(entryPoint);
// Retorna a rota mais curta (primeira da lista)
List<String> shortestRoute = availableRoutes.get(0);
return new ArrayList<>(shortestRoute);
}
/**
* Obtém as rotas disponíveis para um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @return lista de rotas ordenadas por comprimento
*/
private List<List<String>> getRoutesForEntryPoint(String entryPoint) {
switch (entryPoint.toUpperCase()) {
case "E1":
return e1Routes;
case "E2":
return e2Routes;
case "E3":
return e3Routes;
default:
System.err.printf("Unknown entry point: %s, defaulting to E1%n", entryPoint);
return e1Routes;
}
}
}

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@@ -1,26 +1,25 @@
package sd.serialization; package sd.serialization;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import com.google.gson.Gson; import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder; import com.google.gson.GsonBuilder;
import com.google.gson.JsonSyntaxException; import com.google.gson.JsonSyntaxException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
/** /**
* JSON-based implementation of {@link MessageSerializer} using Google's Gson library. * Implementação baseada em JSON da estratégia {@link MessageSerializer}, utilizando a biblioteca Gson.
* * <p>
* This serializer converts objects to JSON format for transmission, providing: * Este serializador converte objetos Java para o formato de texto JSON antes da transmissão.
* - Human-readable message format (easy debugging) * Oferece várias vantagens técnicas sobre a serialização nativa do Java:
* - Cross-platform compatibility * <ul>
* - Smaller message sizes compared to Java native serialization * <li><b>Legibilidade:</b> O formato de texto facilita a depuração (sniffing de rede) sem ferramentas especializadas.</li>
* - Better security (no code execution during deserialization) * <li><b>Interoperabilidade:</b> Permite futura integração com componentes não-Java (ex: Dashboards web em JS).</li>
* * <li><b>Segurança:</b> Reduz a superfície de ataque para execução remota de código (RCE), pois não desserializa classes arbitrárias, apenas dados.</li>
* The serializer is configured with pretty printing disabled by default for * </ul>
* production use, but can be enabled for debugging purposes. * <p>
* * <b>Thread-Safety:</b> A instância interna do {@code Gson} é imutável e thread-safe, permitindo
* Thread-safety: This class is thread-safe as Gson instances are thread-safe. * que este serializador seja partilhado entre múltiplas threads (ex: no pool do DashboardServer).
* * * @see MessageSerializer
* @see MessageSerializer
*/ */
public class JsonMessageSerializer implements MessageSerializer { public class JsonMessageSerializer implements MessageSerializer {
@@ -28,16 +27,16 @@ public class JsonMessageSerializer implements MessageSerializer {
private final boolean prettyPrint; private final boolean prettyPrint;
/** /**
* Creates a new JSON serializer with default configuration (no pretty printing). * Cria um novo serializador JSON com configuração otimizada para produção (compacto).
*/ */
public JsonMessageSerializer() { public JsonMessageSerializer() {
this(false); this(false);
} }
/** /**
* Creates a new JSON serializer with optional pretty printing. * Cria um novo serializador JSON com formatação opcional.
* * * @param prettyPrint Se {@code true}, o JSON gerado incluirá indentação e quebras de linha.
* @param prettyPrint If true, JSON output will be formatted with indentation * Útil para debug, mas aumenta significativamente o tamanho do payload.
*/ */
public JsonMessageSerializer(boolean prettyPrint) { public JsonMessageSerializer(boolean prettyPrint) {
this.prettyPrint = prettyPrint; this.prettyPrint = prettyPrint;
@@ -53,6 +52,13 @@ public class JsonMessageSerializer implements MessageSerializer {
this.gson = builder.create(); this.gson = builder.create();
} }
/**
* Converte um objeto em memória para um array de bytes JSON (UTF-8).
*
* @param object O objeto a ser serializado.
* @return O payload em bytes pronto para transmissão TCP.
* @throws SerializationException Se o objeto não for compatível com JSON ou ocorrer erro de encoding.
*/
@Override @Override
public byte[] serialize(Object object) throws SerializationException { public byte[] serialize(Object object) throws SerializationException {
if (object == null) { if (object == null) {
@@ -68,6 +74,16 @@ public class JsonMessageSerializer implements MessageSerializer {
} }
} }
/**
* Reconstrói um objeto Java a partir de um array de bytes JSON.
* <p>
* Realiza a validação sintática do JSON e a validação de tipo baseada na classe alvo.
*
* @param data O array de bytes recebido da rede.
* @param clazz A classe do objeto esperado (Type Token).
* @return A instância do objeto reconstruído.
* @throws SerializationException Se o JSON for malformado ou incompatível com a classe alvo.
*/
@Override @Override
public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) throws SerializationException { public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) throws SerializationException {
if (data == null) { if (data == null) {
@@ -95,20 +111,18 @@ public class JsonMessageSerializer implements MessageSerializer {
} }
/** /**
* Returns the underlying Gson instance for advanced usage. * Retorna a instância subjacente do Gson para configurações avançadas.
* * * @return A instância Gson configurada.
* @return The Gson instance
*/ */
public Gson getGson() { public Gson getGson() {
return gson; return gson;
} }
/** /**
* Checks if pretty printing is enabled. * Verifica se a formatação "pretty print" está ativa.
* * * @return true se a indentação estiver habilitada.
* @return true if pretty printing is enabled
*/ */
public boolean isPrettyPrint() { public boolean isPrettyPrint() {
return prettyPrint; return prettyPrint;
} }
} }

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@@ -1,48 +1,49 @@
package sd.serialization; package sd.serialization;
/** /**
* Interface for serializing and deserializing objects for network transmission. * Interface que define o contrato para estratégias de serialização e desserialização de objetos.
* * <p>
* This interface provides a common abstraction for different serialization strategies * Esta abstração permite desacoplar a camada de transporte (Sockets TCP) da camada de
* allowing the system to switch between implementations without changing the communication layer. * apresentação de dados. Ao implementar o padrão <b>Strategy</b>, o sistema ganha flexibilidade
* * para alternar entre diferentes formatos de codificação (JSON, Binário Nativo, XML, Protobuf)
* Implementations must ensure: * sem necessidade de refatorização da lógica de rede.
* - Thread-safety if used in concurrent contexts * <p>
* - Proper exception handling with meaningful error messages * <b>Requisitos para Implementações:</b>
* - Preservation of object state during round-trip serialization * <ul>
* * <li><b>Thread-Safety:</b> As implementações devem ser seguras para uso concorrente, dado que
* @see JsonMessageSerializer * instâncias únicas podem ser partilhadas por múltiplos <i>ClientHandlers</i>.</li>
* <li><b>Robustez:</b> Falhas de parsing devem resultar em exceções tipificadas ({@link SerializationException}),
* nunca em falhas silenciosas ou estados inconsistentes.</li>
* </ul>
* * @see JsonMessageSerializer
*/ */
public interface MessageSerializer { public interface MessageSerializer {
/** /**
* Serializes an object into a byte array for transmission. * Converte (Marshals) um objeto em memória para uma sequência de bytes para transmissão.
* * * @param object O objeto de domínio a ser serializado (não pode ser nulo).
* @param object The object to serialize (must not be null) * @return Um array de bytes contendo a representação codificada do objeto.
* @return A byte array containing the serialized representation * @throws SerializationException Se ocorrer um erro durante a codificação (ex: ciclo de referências).
* @throws SerializationException If serialization fails * @throws IllegalArgumentException Se o objeto fornecido for nulo.
* @throws IllegalArgumentException If object is null
*/ */
byte[] serialize(Object object) throws SerializationException; byte[] serialize(Object object) throws SerializationException;
/** /**
* Deserializes a byte array back into an object of the specified type. * Reconstrói (Unmarshals) um objeto a partir de uma sequência de bytes.
* * * @param <T> O tipo genérico do objeto esperado.
* @param <T> The expected type of the deserialized object * @param data O array de bytes contendo os dados serializados (não pode ser nulo).
* @param data The byte array containing serialized data (must not be null) * @param clazz A classe do tipo esperado para verificação e instancialização.
* @param clazz The class of the expected object type (must not be null) * @return A instância do objeto reconstruído com o seu estado restaurado.
* @return The deserialized object * @throws SerializationException Se os dados estiverem corrompidos ou incompatíveis com a classe alvo.
* @throws SerializationException If deserialization fails * @throws IllegalArgumentException Se os dados ou a classe forem nulos.
* @throws IllegalArgumentException If data or clazz is null
*/ */
<T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) throws SerializationException; <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) throws SerializationException;
/** /**
* Gets the name of this serialization strategy (e.g., "JSON", "Java Native"). * Obtém o identificador legível desta estratégia de serialização (ex: "JSON (Gson)", "Native").
* Useful for logging and debugging. * Utilizado primariamente para logging, auditoria e negociação de conteúdo.
* * * @return O nome descritivo do serializador.
* @return The serializer name
*/ */
String getName(); String getName();
} }

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@@ -1,41 +1,40 @@
package sd.serialization; package sd.serialization;
/** /**
* Exception thrown when serialization or deserialization operations fail. * Exceção verificada (Checked Exception) que sinaliza falhas no processo de transformação de dados.
* * <p>
* This exception wraps underlying errors (I/O exceptions, parsing errors, etc.) * Esta classe atua como um wrapper unificador para erros ocorridos na camada de serialização,
* and provides context about what went wrong during the serialization process. * abstraindo falhas de baixo nível (como erros de I/O, sintaxe JSON inválida ou incompatibilidade
* de tipos) numa única exceção de domínio. Permite que o código cliente trate falhas de
* protocolo de forma consistente, independentemente da implementação subjacente (Gson, Nativa, etc.).
*/ */
public class SerializationException extends Exception { public class SerializationException extends Exception {
private static final long serialVersionUID = 1L; // Long(64bits) instead of int(32bits) private static final long serialVersionUID = 1L; // Long(64bits) instead of int(32bits)
/** /**
* Constructs a new serialization exception with the specified detail message. * Constrói uma nova exceção de serialização com uma mensagem descritiva.
* * * @param message A mensagem detalhando o erro.
* @param message The detail message
*/ */
public SerializationException(String message) { public SerializationException(String message) {
super(message); super(message);
} }
/** /**
* Constructs a new serialization exception with the specified detail message * Constrói uma nova exceção encapsulando a causa raiz do problema.
* and cause. * Útil para preservar a stack trace original de erros de bibliotecas terceiras (ex: Gson).
* * * @param message A mensagem detalhando o erro.
* @param message The detail message * @param cause A exceção original que causou a falha.
* @param cause The cause of this exception
*/ */
public SerializationException(String message, Throwable cause) { public SerializationException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause); super(message, cause);
} }
/** /**
* Constructs a new serialization exception with the specified cause. * Constrói uma nova exceção baseada apenas na causa raiz.
* * * @param cause A exceção original.
* @param cause The cause of this exception
*/ */
public SerializationException(Throwable cause) { public SerializationException(Throwable cause) {
super(cause); super(cause);
} }
} }

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@@ -1,14 +1,14 @@
package sd.serialization; package sd.serialization;
/** /**
* Factory for creating {@link MessageSerializer} instances. * Fábrica estática (Factory Pattern) para instanciação controlada de {@link MessageSerializer}.
* * <p>
* This factory provides a centralized way to create and configure JSON serializers * Esta classe centraliza a criação de estratégias de serialização, garantindo consistência
* using Gson, making it easy to configure serialization throughout the application. * de configuração em todo o sistema distribuído. Permite a injeção de configurações via
* * Propriedades de Sistema (System Properties), facilitando a alternância entre modos de
* The factory can be configured via system properties for easy deployment configuration. * depuração (Pretty Print) e produção (Compacto) sem recompilação.
* * <p>
* Example usage: * <b>Exemplo de Uso:</b>
* <pre> * <pre>
* MessageSerializer serializer = SerializerFactory.createDefault(); * MessageSerializer serializer = SerializerFactory.createDefault();
* byte[] data = serializer.serialize(myObject); * byte[] data = serializer.serialize(myObject);
@@ -17,28 +17,27 @@ package sd.serialization;
public class SerializerFactory { public class SerializerFactory {
/** /**
* System property key for enabling pretty-print in JSON serialization. * Chave da propriedade de sistema para ativar a formatação JSON legível (Pretty Print).
* Set to "true" for debugging, "false" for production. * Defina {@code -Dsd.serialization.json.prettyPrint=true} na JVM para ativar.
*/ */
public static final String JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY = "sd.serialization.json.prettyPrint"; public static final String JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY = "sd.serialization.json.prettyPrint";
// Default configuration // Default configuration (Production-ready)
private static final boolean DEFAULT_JSON_PRETTY_PRINT = false; private static final boolean DEFAULT_JSON_PRETTY_PRINT = false;
/** /**
* Private constructor to prevent instantiation. * Construtor privado para prevenir instanciação acidental desta classe utilitária.
*/ */
private SerializerFactory() { private SerializerFactory() {
throw new UnsupportedOperationException("Factory class cannot be instantiated"); throw new UnsupportedOperationException("Factory class cannot be instantiated");
} }
/** /**
* Creates a JSON serializer based on system configuration. * Cria um serializador JSON configurado dinamicamente pelo ambiente.
* * <p>
* Pretty-print is determined by checking the system property * Verifica a propriedade de sistema {@value #JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY}.
* {@value #JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY}. If not set, defaults to false. * Se não definida, assume o padrão de produção (falso/compacto).
* * * @return Uma instância configurada de {@link JsonMessageSerializer}.
* @return A configured JsonMessageSerializer instance
*/ */
public static MessageSerializer createDefault() { public static MessageSerializer createDefault() {
boolean prettyPrint = Boolean.getBoolean(JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY); boolean prettyPrint = Boolean.getBoolean(JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY);
@@ -46,21 +45,20 @@ public class SerializerFactory {
} }
/** /**
* Creates a JSON serializer with default configuration (no pretty printing). * Cria um serializador JSON com configuração padrão otimizada (sem indentação).
* * Ideal para ambientes de produção onde a largura de banda é prioritária.
* @return A JsonMessageSerializer instance * * @return Uma instância compacta de {@link JsonMessageSerializer}.
*/ */
public static MessageSerializer createSerializer() { public static MessageSerializer createSerializer() {
return createSerializer(DEFAULT_JSON_PRETTY_PRINT); return createSerializer(DEFAULT_JSON_PRETTY_PRINT);
} }
/** /**
* Creates a JSON serializer with specified pretty-print setting. * Cria um serializador JSON com configuração explícita de formatação.
* * * @param prettyPrint {@code true} para ativar indentação (Debug), {@code false} para compacto.
* @param prettyPrint Whether to enable pretty printing * @return Uma instância personalizada de {@link JsonMessageSerializer}.
* @return A JsonMessageSerializer instance
*/ */
public static MessageSerializer createSerializer(boolean prettyPrint) { public static MessageSerializer createSerializer(boolean prettyPrint) {
return new JsonMessageSerializer(prettyPrint); return new JsonMessageSerializer(prettyPrint);
} }
} }

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@@ -3,82 +3,88 @@ package sd.util;
import java.util.Random; import java.util.Random;
/** /**
* Utilitário para gerar valores aleatórios usados na simulação. * Utilitário central de geração estocástica para a simulação.
* * <p>
* <p>Fornece métodos estáticos para:</p> * Esta classe fornece primitivas para geração de números pseudo-aleatórios, abstraindo
* a complexidade de distribuições estatísticas.
* <p>
* <b>Funcionalidades Principais:</b>
* <ul> * <ul>
* <li>Gerar intervalos exponencialmente distribuídos (processos de Poisson)</li> * <li><b>Modelagem de Poisson:</b> Geração de tempos entre chegadas usando distribuição exponencial inversa.</li>
* <li>Gerar inteiros e doubles aleatórios num intervalo</li> * <li><b>Amostragem Uniforme:</b> Geração de inteiros e doubles em intervalos fechados/abertos.</li>
* <li>Tomar decisões baseadas em probabilidade</li> * <li><b>Decisão Probabilística:</b> Avaliação de eventos booleanos baseados em pesos (Bernoulli trials).</li>
* <li>Escolher elementos aleatórios de um array</li> * <li><b>Determinismo:</b> Suporte a sementes (seeds) manuais para reprodutibilidade exata de cenários de teste.</li>
* </ul> * </ul>
*
* <p>Usa uma única instância estática de {@link Random}.</p>
*/ */
public class RandomGenerator { public class RandomGenerator {
/** Instância partilhada de Random para toda a simulação */ /** * Instância singleton estática do gerador PRNG (Pseudo-Random Number Generator).
* Thread-safe (java.util.Random é sincronizado), embora possa haver contenção em alta concorrência.
*/
private static final Random random = new Random(); private static final Random random = new Random();
/** /**
* Retorna um intervalo de tempo que segue uma distribuição exponencial. * Gera um intervalo de tempo seguindo uma Distribuição Exponencial.
* * <p>
* <p>Componente essencial para modelar processos de Poisson, onde os * Este método implementa o algoritmo de <i>Inverse Transform Sampling</i> para simular
* tempos entre chegadas seguem uma distribuição exponencial.</p> * um Processo de Poisson homogêneo. É fundamental para modelar a chegada natural de
* * veículos, onde eventos independentes ocorrem a uma taxa média constante.
* <p>Fórmula: {@code Time = -ln(1 - U) / λ}<br> * <p>
* onde U é um número aleatório uniforme [0, 1) e λ (lambda) é a taxa média de chegada.</p> * <b>Fórmula Matemática:</b> {@code T = -ln(1 - U) / λ}
* <br>Onde:
* <ul>
* <li>{@code U}: Variável aleatória uniforme no intervalo [0, 1).</li>
* <li>{@code λ (lambda)}: Taxa média de eventos por unidade de tempo (ex: veículos/segundo).</li>
* </ul>
* *
* @param lambda taxa média de chegada λ (ex: 0.5 veículos por segundo) * @param lambda A taxa média de chegada (λ > 0).
* @return intervalo de tempo (segundos) até à próxima chegada * @return O intervalo de tempo (delta t) até o próximo evento, em segundos.
*/ */
public static double generateExponentialInterval(double lambda) { public static double generateExponentialInterval(double lambda) {
return Math.log(1 - random.nextDouble()) / -lambda; return Math.log(1 - random.nextDouble()) / -lambda;
} }
/** /**
* Retorna um inteiro aleatório entre {@code min} e {@code max}, inclusive. * Gera um número inteiro uniformemente distribuído no intervalo fechado {@code [min, max]}.
* *
* @param min valor mínimo possível * @param min Limite inferior (inclusivo).
* @param max valor máximo possível * @param max Limite superior (inclusivo).
* @return inteiro aleatório no intervalo [min, max] * @return Um inteiro aleatório I tal que {@code min <= I <= max}.
*/ */
public static int generateRandomInt(int min, int max) { public static int generateRandomInt(int min, int max) {
return random.nextInt(max - min + 1) + min; return random.nextInt(max - min + 1) + min;
} }
/** /**
* Retorna um double aleatório entre {@code min} (inclusive) e {@code max} (exclusivo). * Gera um número de ponto flutuante uniformemente distribuído no intervalo semi-aberto {@code [min, max)}.
* *
* @param min valor mínimo possível * @param min Limite inferior (inclusivo).
* @param max valor máximo possível * @param max Limite superior (exclusivo).
* @return double aleatório no intervalo [min, max) * @return Um double aleatório D tal que {@code min <= D < max}.
*/ */
public static double generateRandomDouble(double min, double max) { public static double generateRandomDouble(double min, double max) {
return min + (max - min) * random.nextDouble(); return min + (max - min) * random.nextDouble();
} }
/** /**
* Retorna {@code true} com uma dada probabilidade. * Realiza um teste de Bernoulli (Sim/Não) com uma probabilidade de sucesso especificada.
* * <p>
* <p>Útil para tomar decisões ponderadas. Por exemplo, * Utilizado para decisões de ramificação estocástica (ex: "Este veículo é um camião?").
* {@code occursWithProbability(0.3)} retorna {@code true}
* aproximadamente 30% das vezes.</p>
* *
* @param probability valor entre 0.0 (nunca) e 1.0 (sempre) * @param probability A probabilidade de retorno {@code true} (0.0 a 1.0).
* @return {@code true} ou {@code false}, baseado na probabilidade * @return {@code true} se o evento ocorrer, {@code false} caso contrário.
*/ */
public static boolean occursWithProbability(double probability) { public static boolean occursWithProbability(double probability) {
return random.nextDouble() < probability; return random.nextDouble() < probability;
} }
/** /**
* Escolhe um elemento aleatório do array fornecido. * Seleciona aleatoriamente um elemento de um array genérico (Amostragem Uniforme Discreta).
* *
* @param <T> tipo genérico do array * @param <T> O tipo dos elementos no array.
* @param array array de onde escolher * @param array A população de onde escolher.
* @return elemento selecionado aleatoriamente * @return O elemento selecionado.
* @throws IllegalArgumentException se o array for null ou vazio * @throws IllegalArgumentException Se o array for nulo ou vazio.
*/ */
public static <T> T chooseRandom(T[] array) { public static <T> T chooseRandom(T[] array) {
if (array == null || array.length == 0) { if (array == null || array.length == 0) {
@@ -88,13 +94,13 @@ public class RandomGenerator {
} }
/** /**
* Define a seed do gerador de números aleatórios partilhado. * Reinicializa a semente (seed) do gerador global.
* * <p>
* <p>Extremamente útil para debugging e testes, pois permite executar * <b>Importância Crítica:</b> Permite tornar a simulação determinística. Ao fixar a seed,
* a simulação múltiplas vezes com a mesma sequência de eventos "aleatórios", * a sequência de números "aleatórios" gerada será idêntica em execuções subsequentes,
* tornando os resultados reproduzíveis.</p> * facilitando a depuração de race conditions ou lógica complexa.
* *
* @param seed seed a usar * @param seed O valor da semente inicial (ex: timestamp ou constante).
*/ */
public static void setSeed(long seed) { public static void setSeed(long seed) {
random.setSeed(seed); random.setSeed(seed);

View File

@@ -1,97 +1,66 @@
package sd.util; package sd.util;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List; import java.util.List;
import java.util.Map;
import sd.config.SimulationConfig; import sd.config.SimulationConfig;
import sd.model.Vehicle; import sd.model.Vehicle;
import sd.model.VehicleType; import sd.model.VehicleType;
import sd.routing.RouteSelector;
/** /**
* Gera veículos para a simulação. * Motor de injeção de carga (Load Injector) para a simulação de tráfego.
* * <p>
* <p>Esta classe é responsável por duas tarefas principais:</p> * Esta classe atua como uma fábrica estocástica de veículos, sendo responsável por:
* <ol> * <ol>
* <li>Determinar <em>quando</em> o próximo veículo deve chegar, baseado no * <li><b>Modelagem Temporal:</b> Determinar os instantes de chegada (Inter-arrival times)
* modelo de chegada (POISSON ou FIXED) da {@link SimulationConfig}</li> * usando processos de Poisson (estocástico) ou intervalos determinísticos.</li>
* <li>Criar um novo objeto {@link Vehicle} com tipo e rota selecionados aleatoriamente</li> * <li><b>Caracterização da Entidade:</b> Atribuir tipos de veículo (Bike, Light, Heavy)
* baseado numa Distribuição de Probabilidade Cumulativa (CDF).</li>
* <li><b>Inicialização Espacial:</b> Distribuir a carga uniformemente entre os pontos de entrada (E1-E3).</li>
* <li><b>Atribuição de Rota:</b> Delegar a escolha do percurso à estratégia {@link RouteSelector} ativa.</li>
* </ol> * </ol>
*
* <p>As rotas são predefinidas e organizadas por ponto de entrada (E1, E2, E3).</p>
*/ */
public class VehicleGenerator { public class VehicleGenerator {
private final SimulationConfig config; private final SimulationConfig config;
private final String arrivalModel; private final String arrivalModel;
/** Lambda (λ) para modelo POISSON */
/** Parâmetro Lambda (λ) para a distribuição de Poisson (taxa de chegada). */
private final double arrivalRate; private final double arrivalRate;
/** Intervalo para modelo FIXED */
/** Intervalo determinístico para geração constante (modo debug/teste). */
private final double fixedInterval; private final double fixedInterval;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E1 */ /** * Estratégia de roteamento atual.
private final List<RouteWithProbability> e1Routes; * Não é final para permitir Hot-Swapping durante a execução.
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E2 */ */
private final List<RouteWithProbability> e2Routes; private RouteSelector routeSelector;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E3 */
private final List<RouteWithProbability> e3Routes;
/** /**
* Cria um novo gerador de veículos. * Inicializa o gerador com as configurações de simulação e estratégia de roteamento.
* Lê a configuração necessária e inicializa as rotas predefinidas.
* *
* @param config objeto de {@link SimulationConfig} * @param config A configuração global contendo as taxas e probabilidades.
* @param routeSelector A estratégia inicial de seleção de rotas.
*/ */
public VehicleGenerator(SimulationConfig config) { public VehicleGenerator(SimulationConfig config, RouteSelector routeSelector) {
this.config = config; this.config = config;
this.routeSelector = routeSelector;
// Cache configuration values for performance // Cache de valores de configuração para evitar lookups repetitivos em hot-path
this.arrivalModel = config.getArrivalModel(); this.arrivalModel = config.getArrivalModel();
this.arrivalRate = config.getArrivalRate(); this.arrivalRate = config.getArrivalRate();
this.fixedInterval = config.getFixedArrivalInterval(); this.fixedInterval = config.getFixedArrivalInterval();
// Initialize route lists
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializePossibleRoutes();
} }
/** /**
* Define todas as rotas possíveis que os veículos podem tomar. * Calcula o timestamp absoluto para a próxima injeção de veículo.
* As rotas são organizadas por ponto de entrada (E1, E2, E3). * <p>
* Cada rota tem uma probabilidade que determina a frequência com que é escolhida. * Se o modelo for "POISSON", utiliza a técnica de <i>Inverse Transform Sampling</i>
*/ * (via {@link RandomGenerator}) para gerar intervalos exponencialmente distribuídos,
private void initializePossibleRoutes() { * simulando a aleatoriedade natural do tráfego.
e1Routes.add(new RouteWithProbability( * * @param currentTime O tempo atual da simulação (base de cálculo).
Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.34)); * @return O instante futuro (t + delta) para agendamento do evento de geração.
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33));
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S"), 0.33));
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S"), 0.34));
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S"), 0.33));
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33));
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "S"), 0.34));
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33));
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33));
}
/**
* Calcula o tempo <em>absoluto</em> da próxima chegada de veículo
* baseado no modelo configurado.
*
* @param currentTime tempo atual da simulação, usado como base
* @return tempo absoluto (ex: {@code currentTime + intervalo})
* em que o próximo veículo deve ser gerado
*/ */
public double getNextArrivalTime(double currentTime) { public double getNextArrivalTime(double currentTime) {
if ("POISSON".equalsIgnoreCase(arrivalModel)) { if ("POISSON".equalsIgnoreCase(arrivalModel)) {
@@ -103,38 +72,35 @@ public class VehicleGenerator {
} }
/** /**
* Gera um novo objeto {@link Vehicle}. * Instancia (Spawn) um novo veículo configurado e roteado.
* * <p>
* <p>Passos executados:</p> * O processo de criação segue um pipeline:
* <ol> * <ol>
* <li>Seleciona um {@link VehicleType} aleatório baseado em probabilidades</li> * <li>Seleção de Tipo (Roda da Fortuna / CDF).</li>
* <li>Seleciona uma rota aleatória (ponto de entrada + caminho)</li> * <li>Seleção de Entrada (Uniforme).</li>
* <li>Cálculo de Rota (Delegado ao Strategy).</li>
* </ol> * </ol>
* *
* @param vehicleId identificador único do novo veículo (ex: "V123") * @param vehicleId O identificador único sequencial (ex: "V104").
* @param entryTime tempo de simulação em que o veículo é criado * @param entryTime O timestamp de criação.
* @return novo objeto {@link Vehicle} configurado * @param queueSizes Snapshot atual das filas (usado apenas por estratégias dinâmicas como LEAST_CONGESTED).
* @return A entidade {@link Vehicle} pronta para inserção na malha.
*/ */
public Vehicle generateVehicle(String vehicleId, double entryTime) { public Vehicle generateVehicle(String vehicleId, double entryTime, Map<String, Integer> queueSizes) {
VehicleType type = selectVehicleType(); VehicleType type = selectVehicleType();
List<String> route = selectRandomRoute(); String entryPoint = selectRandomEntryPoint();
List<String> route = routeSelector.selectRoute(entryPoint, queueSizes);
return new Vehicle(vehicleId, type, entryTime, route); return new Vehicle(vehicleId, type, entryTime, route);
} }
/** /**
* Seleciona um {@link VehicleType} (BIKE, LIGHT, HEAVY) baseado nas * Seleciona o tipo de veículo usando Amostragem por Probabilidade Cumulativa.
* probabilidades definidas na {@link SimulationConfig}. * <p>
* * Normaliza as probabilidades configuradas e mapeia um número aleatório [0, 1)
* <p>Usa técnica de "probabilidade cumulativa":</p> * para o intervalo correspondente ao tipo de veículo.
* <ol>
* <li>Obtém número aleatório {@code rand} de [0, 1)</li>
* <li>Se {@code rand < P(Bike)}, retorna BIKE</li>
* <li>Senão se {@code rand < P(Bike) + P(Light)}, retorna LIGHT</li>
* <li>Caso contrário, retorna HEAVY</li>
* </ol>
* *
* @return tipo de veículo selecionado * @return O tipo enumerado {@link VehicleType} selecionado.
*/ */
private VehicleType selectVehicleType() { private VehicleType selectVehicleType() {
double bikeProbability = config.getBikeVehicleProbability(); double bikeProbability = config.getBikeVehicleProbability();
@@ -142,7 +108,9 @@ public class VehicleGenerator {
double heavyProbability = config.getHeavyVehicleProbability(); double heavyProbability = config.getHeavyVehicleProbability();
double total = bikeProbability + lightProbability + heavyProbability; double total = bikeProbability + lightProbability + heavyProbability;
if (total == 0) return VehicleType.LIGHT; // Avoid division by zero if (total == 0) return VehicleType.LIGHT; // Fallback de segurança
// Normalização
bikeProbability /= total; bikeProbability /= total;
lightProbability /= total; lightProbability /= total;
@@ -158,73 +126,42 @@ public class VehicleGenerator {
} }
/** /**
* Selects a random route for a new vehicle. * Seleciona um ponto de injeção na borda da rede (Edge Node).
* This is a two-step process: * Distribuição Uniforme: ~33.3% para cada entrada (E1, E2, E3).
* 1. Randomly select an entry point (E1, E2, or E3) with equal probability.
* 2. From the chosen entry point's list of routes, select one
* based on their defined probabilities (using cumulative probability).
* *
* @return A {@link List} of strings representing the chosen route (e.g., ["Cr1", "Cr4", "S"]). * @return O ID da interseção de entrada.
*/ */
private List<String> selectRandomRoute() { private String selectRandomEntryPoint() {
// Step 1: Randomly select an entry point (E1, E2, or E3) double rand = Math.random();
double entryRandom = Math.random();
List<RouteWithProbability> selectedRoutes;
if (entryRandom < 0.333) { if (rand < 0.333) {
selectedRoutes = e1Routes; return "E1";
} else if (entryRandom < 0.666) { } else if (rand < 0.666) {
selectedRoutes = e2Routes; return "E2";
} else { } else {
selectedRoutes = e3Routes; return "E3";
} }
// Step 2: Select a route from the chosen list based on cumulative probabilities
double routeRand = Math.random();
double cumulative = 0.0;
for (RouteWithProbability routeWithProb : selectedRoutes) {
cumulative += routeWithProb.probability;
if (routeRand <= cumulative) {
// Return a *copy* of the route to prevent modification
return new ArrayList<>(routeWithProb.route);
}
}
// Fallback: This should only be reached if probabilities don't sum to 1
// (due to floating point errors)
return new ArrayList<>(selectedRoutes.get(0).route);
} }
/** /**
* @return A string providing information about the generator's configuration. * Atualiza a estratégia de roteamento em tempo de execução (Hot-Swap).
* <p>
* Permite que o Coordenador altere o comportamento da frota (ex: de RANDOM para SHORTEST_PATH)
* sem necessidade de reiniciar a simulação.
* * @param newRouteSelector A nova implementação de estratégia a utilizar.
*/
public void setRouteSelector(RouteSelector newRouteSelector) {
this.routeSelector = newRouteSelector;
}
/**
* Retorna uma representação textual do estado interno do gerador.
* Útil para logs de auditoria e debugging.
*/ */
public String getInfo() { public String getInfo() {
int totalRoutes = e1Routes.size() + e2Routes.size() + e3Routes.size();
return String.format( return String.format(
"VehicleGenerator{model=%s, rate=%.2f, interval=%.2f, routes=%d (E1:%d, E2:%d, E3:%d)}", "VehicleGenerator{model=%s, rate=%.2f, interval=%.2f, routeSelector=%s}",
arrivalModel, arrivalRate, fixedInterval, totalRoutes, arrivalModel, arrivalRate, fixedInterval, routeSelector.getClass().getSimpleName()
e1Routes.size(), e2Routes.size(), e3Routes.size()
); );
} }
/**
* A private inner "struct-like" class to hold a route (a List of strings)
* and its associated selection probability.
*/
private static class RouteWithProbability {
final List<String> route;
final double probability;
/**
* Constructs a new RouteWithProbability pair.
* @param route The list of intersection IDs.
* @param probability The probability (0.0 to 1.0) of this route
* being chosen *from its entry group*.
*/
RouteWithProbability(List<String> route, double probability) {
this.route = route;
this.probability = probability;
}
}
} }

View File

@@ -27,7 +27,7 @@
}, },
{ {
"id": "Cr4", "id": "Cr4",
"lights": ["East", "West"], "lights": ["East", "North"],
"routes": { "routes": {
"Cr1": "North", "Cr1": "North",
"Cr5": "East" "Cr5": "East"

View File

@@ -41,7 +41,10 @@ simulation.arrival.model=POISSON
simulation.arrival.rate=1.0 simulation.arrival.rate=1.0
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED) # Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=1.0 simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
simulation.routing.policy=LEAST_CONGESTED
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS === # === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
@@ -72,11 +75,17 @@ trafficlight.Cr3.West.red=3.0
# Intersection 4 (High throughput needed toward Cr5) # Intersection 4 (High throughput needed toward Cr5)
trafficlight.Cr4.East.green=70.0 trafficlight.Cr4.East.green=70.0
trafficlight.Cr4.East.red=3.0 trafficlight.Cr4.East.red=3.0
trafficlight.Cr4.North.green=70.0
trafficlight.Cr4.North.red=3.0
# Intersection 5 (Near exit - MAJOR BOTTLENECK, longest green time) # Intersection 5 (Near exit - MAJOR BOTTLENECK, longest green time)
# All routes funnel through here before exit # All routes funnel through here before exit
trafficlight.Cr5.East.green=90.0 trafficlight.Cr5.East.green=90.0
trafficlight.Cr5.East.red=3.0 trafficlight.Cr5.East.red=3.0
trafficlight.Cr5.West.green=70.0
trafficlight.Cr5.West.red=3.0
trafficlight.Cr5.North.green=70.0
trafficlight.Cr5.North.red=3.0
# === VEHICLE CONFIGURATION === # === VEHICLE CONFIGURATION ===
@@ -93,7 +102,7 @@ vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds) # Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars) # Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0 vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 × car travel time # Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5 vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time # Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0 vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0

View File

@@ -41,7 +41,10 @@ simulation.arrival.model=POISSON
simulation.arrival.rate=0.2 simulation.arrival.rate=0.2
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED) # Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=5.0 simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
simulation.routing.policy=LEAST_CONGESTED
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS === # === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
@@ -71,10 +74,16 @@ trafficlight.Cr3.West.red=5.0
# Intersection 4 (Favor East toward Cr5) # Intersection 4 (Favor East toward Cr5)
trafficlight.Cr4.East.green=30.0 trafficlight.Cr4.East.green=30.0
trafficlight.Cr4.East.red=5.0 trafficlight.Cr4.East.red=5.0
trafficlight.Cr4.North.green=30.0
trafficlight.Cr4.North.red=5.0
# Intersection 5 (Near exit - favor East) # Intersection 5 (Near exit - favor East)
trafficlight.Cr5.East.green=30.0 trafficlight.Cr5.East.green=30.0
trafficlight.Cr5.East.red=5.0 trafficlight.Cr5.East.red=5.0
trafficlight.Cr5.West.green=30.0
trafficlight.Cr5.West.red=5.0
trafficlight.Cr5.North.green=30.0
trafficlight.Cr5.North.red=5.0
# === VEHICLE CONFIGURATION === # === VEHICLE CONFIGURATION ===
@@ -91,7 +100,7 @@ vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds) # Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars) # Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0 vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 × car travel time # Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5 vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time # Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0 vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0

View File

@@ -43,6 +43,9 @@ simulation.arrival.rate=0.5
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED) # Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=2.0 simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
simulation.routing.policy=LEAST_CONGESTED
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS === # === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
# Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds> # Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds>
@@ -71,10 +74,16 @@ trafficlight.Cr3.West.red=5.0
# Intersection 4 (Favor East toward Cr5) # Intersection 4 (Favor East toward Cr5)
trafficlight.Cr4.East.green=40.0 trafficlight.Cr4.East.green=40.0
trafficlight.Cr4.East.red=5.0 trafficlight.Cr4.East.red=5.0
trafficlight.Cr4.North.green=40.0
trafficlight.Cr4.North.red=5.0
# Intersection 5 (Near exit - POTENTIAL BOTTLENECK, longer green) # Intersection 5 (Near exit - POTENTIAL BOTTLENECK, longer green)
trafficlight.Cr5.East.green=50.0 trafficlight.Cr5.East.green=50.0
trafficlight.Cr5.East.red=5.0 trafficlight.Cr5.East.red=5.0
trafficlight.Cr5.West.green=45.0
trafficlight.Cr5.West.red=5.0
trafficlight.Cr5.North.green=45.0
trafficlight.Cr5.North.red=5.0
# === VEHICLE CONFIGURATION === # === VEHICLE CONFIGURATION ===
@@ -91,7 +100,7 @@ vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds) # Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars) # Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0 vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 × car travel time # Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5 vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time # Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0 vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0

View File

@@ -46,6 +46,12 @@ simulation.arrival.rate=0.5
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED) # Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=2.0 simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
# RANDOM: selects routes with predefined probabilities (baseline)
# SHORTEST_PATH: always chooses the route with fewest intersections
# LEAST_CONGESTED: dynamically chooses routes to avoid congested areas
simulation.routing.policy=RANDOM
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS === # === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
# Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds> # Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds>
@@ -93,7 +99,7 @@ vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds) # Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars) # Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0 vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 × car travel time # Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5 vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time # Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0 vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0

View File

@@ -1,60 +0,0 @@
#!/bin/bash
# Distributed Traffic Simulation Startup Script
# kill java
echo "-> Cleaning up existing processes..."
pkill -9 java 2>/dev/null
sleep 2
# build
echo "-> Building project..."
cd "$(dirname "$0")"
mvn package -DskipTests -q
if [ $? -ne 0 ]; then
echo "XXX Build failed! XXX"
exit 1
fi
echo "-> Build complete"
echo ""
# start gui
echo "-> Starting JavaFX Dashboard..."
mvn javafx:run &
DASHBOARD_PID=$!
sleep 3
# acho que é assim idk
echo "-> Starting 5 Intersection processes..."
for id in Cr1 Cr2 Cr3 Cr4 Cr5; do
java -cp target/classes:target/main-1.0-SNAPSHOT.jar sd.IntersectionProcess $id > /tmp/$(echo $id | tr '[:upper:]' '[:lower:]').log 2>&1 &
echo "[SUCCESS] Started $id"
done
sleep 2
# exit
echo "-> Starting Exit Node..."
java -cp target/classes:target/main-1.0-SNAPSHOT.jar sd.ExitNodeProcess > /tmp/exit.log 2>&1 &
sleep 1
# coordinator
echo "-> Starting Coordinator..."
java -cp target/classes:target/main-1.0-SNAPSHOT.jar sd.coordinator.CoordinatorProcess > /tmp/coordinator.log 2>&1 &
sleep 1
echo ""
echo "-> All processes started!"
echo ""
echo "-> System Status:"
ps aux | grep "java.*sd\." | grep -v grep | wc -l | xargs -I {} echo " {} Java processes running"
echo ""
echo " IMPORTANT: Keep the JavaFX Dashboard window OPEN for 60+ seconds"
echo " to see live updates! The simulation runs for 60 seconds."
echo ""
echo "-> Logs available at:"
echo " Dashboard: Check JavaFX window (live updates)"
echo " Intersections: /tmp/cr*.log"
echo " Exit Node: /tmp/exit.log"
echo " Coordinator: /tmp/coordinator.log"
echo ""
echo "-> To stop all processes: pkill -9 java"
echo ""