import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

// V0.3 - PM 17/09/21

interface Incrémenteur extends Runnable{
    void incr();
    /* Boucle d'incrémentation effectuée par un processus (thread).
     * Le principe/objectif est de réaliser cette boucle, comportant un même nombre
     * d'incrémentations en suivant différents schémas pour maintenir la cohérence
     * (ou pas) et de comparer ces schémas en termes de correction et d'efficacité
     */
}

public class IncrMes {

    // static long cpt = 0L;
    static volatile long cpt = 0L;
    // static final long NB_IT = 1000L;			 //Nb d'itérations de la boucle externe
    // static final long NB_IT_INTERNES = 1000000L; //Nb d'itérations de la boucle interne
    static final long NB_IT = 10L;			 //Nb d'itérations de la boucle externe
    static final long NB_IT_INTERNES = 100L; //Nb d'itérations de la boucle interne
    static long Attente_ms = 2L;
    static final int Attente_nano = 0;
    static Thread[] activités;          // Tableau des processus
    static Object mutex = new Object(); // pour les blocs synchronized

    static void lancer(int nbA, Incrémenteur r) {
        // Initialisation du/des compteur(s) incrémentés
        cpt = 0L;
        /* Création et lancement des threads.
         * Chaque thread exécute le même code, qui est la méthode run() d'une classe
         * implantant un Incrémenteur (autrement dit un schéma de réalisation particulier
         * de la boucle dincrémentation)
         */

        for (int i = 0; i < nbA ; i++) {
            try {
                IncrMes.activités[i] = new Thread(r,"t"+i);
            }
            catch (Exception e)
            {
                System.out.println(e);
            }
            IncrMes.activités[i].start();
        }
    }

    static void finir() {
        // Attente de la terminaison des différents threads lancés
        for (int i = 0; i < IncrMes.activités.length ; i++) {
            try {
                IncrMes.activités[i].join();
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                System.out.println(e);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int nbActivités = 3;
        int nbMesures = 6;
        int i = 0;
        long départ, fin;
        boolean mutex = true;

        // Chargement des paramètres saisis en ligne de commande
        if (args.length == 3) {
            try {
                nbActivités = Integer.parseInt (args[0]);
                Attente_ms = Integer.parseInt (args[1]);
                nbMesures = Integer.parseInt (args[2]);
            }
            catch (NumberFormatException nfx) {
                Attente_ms = 0;
            }
            if ((nbActivités < 1) || (Attente_ms < 1) || (nbMesures < 1)) {
                System.out.println("Usage : IncrMes <Nb activités> <durée pause (ms)> <nbMesures>,"
                                   +"avec Nb activités, durée pause, nbMesures >= 1");
                System.exit (1);
            }
        } else {
            System.out.println("Nb d'arguments ≠ 3. Exécution avec 6 mesures, 3 activités et 2 ms de pause");
        }

        activités = new Thread[nbActivités];

        for (int it=1; it<=nbMesures; it++) { // 
        // Mesure itérée, pour éviter des écarts trop importants sur les premières mesures
        // (du fait de possibles optimisations : processeur, cache, compilateur).
        // Idée = retenir une moyenne des dernières mesures.
        
        	// Boucle séquentielle : NB_IT x NB_IT_INTERNES x nbActivités itérations
 		    cpt=0L;
 		    départ = System.nanoTime();
            for (long li = 0; li < nbActivités*IncrMes.NB_IT; li++) {
                for (long j = 1; j<=IncrMes.NB_IT_INTERNES; j++) {
                    IncrMes.cpt=IncrMes.cpt+j/j;
                    // j/j pour tenter d'éviter les optimisations du compilateur
                }
                try {
                    Thread.sleep(IncrMes.Attente_ms, IncrMes.Attente_nano);
                    // sleep pour modéliser un temps de calcul sans conflit d'accès et...
                    // pour tenter d'éviter les optimisations du cache
                }
                catch (InterruptedException ie)
                {
                    System.out.println("InterruptedException : " + ie);
                }
            }
            fin = System.nanoTime();
            //System.out.print((fin-départ)/1000000L + ", ");
            System.out.println("Durée exécution mono : " + (fin-départ)/1000000L);
            System.out.println();
            
            // Exemple de mesure avec IncrémenteurNonSync
            départ = System.nanoTime();
            // Lancement de nbActivités processus effectuant
            // chacun NB_IT x NB_IT_INTERNES itérations
            lancer(nbActivités, new IncrémenteurNonSync());
            finir();
            fin = System.nanoTime();
            //System.out.print((fin-départ)/1000000L + ", ");
            System.out.println("Durée exécution non synchronisée (ms): " + (fin-départ)/1000000L);
            System.out.println();
            
        	// Compléter ici, sur le modèle précédent (lignes 112-120, (ou éditer la ligne 116)
        	//en définissant et mesurant différents Incrémenteur
        	// de manière analogue à ce qui est fait pour IncrémenteurNonSync
            
        }
    }
}

class IncrémenteurNonSync implements Incrémenteur  {
// class IncrémenteurNonSync extends AtomicLong implements Incrémenteur  {
        /* Exemple d'incrémenteur :
     -la méthode incr effectue les incrémentations sans gérer les conflis d'accès au compteur
     - la méthode run() appelle incr()
     */

    public synchronized void incr_sync(long j){
        IncrMes.cpt=IncrMes.cpt+j/j;
    }  
    
    public synchronized void interne(long i) {
        for (long j = 1; j<=IncrMes.NB_IT_INTERNES; j++) {
            // incrémentation élémentaire
            IncrMes.cpt=IncrMes.cpt+j/j;
        }
    }

    public void incr() {
    	// boucle imbriquée pour permettre (éventuellement) de tester différents
        // grains de synchronisation
        for (long i = 0L; i < IncrMes.NB_IT; i++) {
        	// boucle interne
            for (long j = 1; j<=IncrMes.NB_IT_INTERNES; j++) {
            	// incrémentation élémentaire
                incr_sync(j);
                // IncrMes.cpt=IncrMes.cpt+j/j;
            }
            // interne(i);
            try {
                Thread.sleep(IncrMes.Attente_ms, IncrMes.Attente_nano);
            }
            // Attente depour éviter l'utilisation du cache et modéliser
            // une partie du calcul sans conflit.
            // Vous pouvez  (éventuellement) commenter l'attente
            // pour voir l'effet (intéressant) du mécanisme de cache,
            // ou encore modifier  la valeur de l'attente pour voir
            // l'effet du grain de l'exclusion mutuelle sur les temps
            // d'exécution
            catch (InterruptedException ie)
            {
                System.out.println("InterruptedException : " + ie);
            }
        }
    }

    public void run() {
        // afficher éventuellement la valeur du compteur avant/après
        // pour vérifier la cohérence des incrémentations
        System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " part de : " + IncrMes.cpt);
        this.incr();
        System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " finit à : " + IncrMes.cpt);
    }
}