/*
マルチスレッドプログラミング

３つの同じスレッドを起動し、以下のように計算結果を比較する。
１×１＋２×２＋３×３＋・・・・・＋１０×１０
比較は２回計算するごとに（計５回）行う。
比較結果が正しければ続行、正しくなければ停止。
（i = 1、i = 3、i = 5、i = 7、 i = 9のタイミングで全スレッドのnが正しいかを比較）
計算は1/10の確率でエラーを起こすようにした。

[考え方]
まず共有資源というものを作る。この場合は整数型のN1とN2とN3とフラグ（チェックコード）。
そして最初にフラグを０にセットする。
それでスレッド３つを動作させ、一つのスレッドがi=1に最初に到達した場合（フラ
グが０の時）、N1にnの値を入れ、フラグを１にセットし、待機する。
そしてもう一つスレッドがi=1に到達した場合（フラグが１の時）、N2にnの値を入
れ、フラグを１にセットし、待機する。
同じように３つめのスレッドがi=1に到達した場合（フラグが２の時）、N3にnの値を入
れ、N1〜N3の値を比較。フラグを０に戻す。そしてスレッド全部に待機解除命令を送る。
間違った値のスレッドは終了する。

次はi=3,i=5,...について同じことを処理していく。

*/

import java.util.Random;

/********************************************************************************/
/*                                                                              */
/*  共有資源クラス                                                              */
/*                                                                              */
/********************************************************************************/
class Buffer{
	int ns[] = new int[10];//計算結果格納
	String tnames[] = new String[10];//スレッド名格納
	int check_code;//チェックコード
	int thread_num;//同時に動いてるスレッドの個数
	public String bad_name;//悪いスレッド名記憶
	int bad_no;//悪いスレッドNO
	Random rand = new Random();//乱数

	//コンストラクタ
	public Buffer(){
		check_code=0;
		thread_num=0;
		bad_name="";
	}

	//スレッド個数をセット
	public void set_thread(int num){
		thread_num = num;
	}

	//スレッド個数を受け取る
	public int get_thread_num(){
		return thread_num;
	}

	//スレッド個数を増やす
	public void plus_thread(String name){
		thread_num++;
		System.out.println("スレッド"+name+"が生成されました。"+thread_num+"個目。");
	}

	//計算結果の比較
	void compare(){
		bad_no = 0;

		//スレッドが３つのとき
		if(thread_num == 3){
			if(ns[1] == ns[2] && ns[2]== ns[3] && ns[3] == ns[1]){
				System.out.println("３つとも正しいです。");
			}else if(ns[1] == ns[2]){
				bad_name = tnames[3];
				bad_no = 3;
				System.out.println("３番目のスレッド"+tnames[3]+"が間違っています。");
			}else if(ns[2] == ns[3]){
				bad_name = tnames[1];
				bad_no = 1;
				System.out.println("１番目のスレッド"+tnames[1]+"が間違っています。");
			}else if(ns[3] == ns[1]){
				bad_name = tnames[2];
				bad_no = 2;
				System.out.println("２番目のスレッド"+tnames[2]+"が間違っています。");
			}else{
				System.out.println("みんなバラバラです。");
			}
		}
		//スレッドが２つのとき
		else if(thread_num == 2){
			if(ns[1] == ns[2]){
				System.out.println("２つとも正しいです。");
			}else{
				System.out.println("２つのスレッドの結果が違います。");
			}
		}
		
		check_code = 0;
	}

	//比較（正しい場合にtrueを返す）
	synchronized boolean check(int n,String tname){

		switch(check_code){
		//最初のスレッド
		case 0:
			ns[1] = n;//計算結果取得
			tnames[1] = tname;//スレッド名取得
			check_code = 1;
			System.out.println("最初のスレッド"+tname+"。待ち状態に入ります。");
			//待つ
			try{wait();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
			break;
		//二番目のスレッド
		case 1:
			ns[2] = n;
			tnames[2] = tname;//スレッド名取得
			if(thread_num == 3){
				System.out.println("二番目のスレッド"+tname+"。待ち状態入ります。");
				check_code = 2;
				//待つ
				try{wait();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
			}
			else if(thread_num == 2){

				System.out.println("二番目のスレッド"+tname+"が到着しました。");
				//比較
				System.out.println("比較を行います。");
				compare();
				
				System.out.println("全スレッドの待ち状態解除命令。");
				//待ち状態解除通知
				notifyAll();
			}
			break;
		//三番目のスレッド
		case 2:
			ns[3] = n;
			tnames[3] = tname;//スレッド名取得

			System.out.println("三番目のスレッド"+tname+"が到着しました。");

			//ここで比較を行う
			System.out.println("比較を行います。");
			compare();

			System.out.println("全スレッドの待ち状態解除命令。");
			//待ち状態解除通知
			notifyAll();
			break;
		}

		if(bad_no == 0){
			return true;
		}else{
			return false;
		}
	}
}

/********************************************************************************/
/*                                                                              */
/*  計算クラス                                                                  */
/*                                                                              */
/********************************************************************************/
public class Calculation extends Thread {
	Buffer buffer = null;

	//コンストラクタ
	public Calculation(Buffer buffer){
		this.buffer = buffer;
		buffer.plus_thread(getName());//スレッド個数を増やす
	}

	public void run() {
		int i;
		int m,n;
		boolean check_flag;//比較用フラグ
		int thread_num;//スレッド個数記憶

		m=n=0;
		for(i=0;i<=10;i++){
			m = i*i;
			n += m;

			//ランダムで処理を狂わす(１０回に１回)
			if(buffer.rand.nextInt(10) == 0){
				n+=1000;
			}

			//比較条件
			if(i==1 || i==3 || i==5 || i==7 || i==9){
				//スレッド個数記憶
				thread_num = buffer.get_thread_num();

				System.out.println("スレッド"+getName()+"がチェック関数に入ります。i="+i+",n="+n);
				check_flag = buffer.check(n,getName());

				//正しい場合
				if(check_flag == true){
					//続行
				}
				//正しくない場合
				else{
					//スレッド個数を減らす
					buffer.set_thread(thread_num - 1);

					//正しくなかったスレッドを終了
					if(getName().equals(buffer.bad_name)){
						System.out.println("スレッド"+getName()+"を終了させました。");
						break;
					}
				}
			}
		}
		System.out.println(getName()+"が終了。");
	}

	//メインメソッド
	public static void main(String args[]) {

		//共有資源作成
		Buffer buffer = new Buffer();

		//スレッド三つ起動
		Calculation t1 = new Calculation(buffer);
		Calculation t2 = new Calculation(buffer);
		Calculation t3 = new Calculation(buffer);

		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}
}