import java.lang.*;
import java.util.Random;

class EstruturaThread extends Thread {///OK
  public double valor;
  public int[][] matriz;
  public int[][] matriz_nova;
  public int dim = 0;
  public int thread_id = 0;
  public int razao = 0;

  public EstruturaThread(int dim, int thread_id, int razao, int[][] matriz, int[][] matriz_nova) {///OK
    this.dim = dim;
    this.thread_id = thread_id;
    this.matriz = matriz;
    this.matriz_nova = matriz_nova;
    this.razao = razao;
    copia_borda();
  }

  public void copia_borda() {/// OK
    int i;
    for (i = 1; i < dim + 1; i++) {/// CIMA
      matriz[0][i] = matriz[dim][i];
    }
    for (i = 1; i < dim + 1; i++) {/// BAIXO
      matriz[dim + 1][i] = matriz[1][i];
    }
    for (i = 1; i < dim + 1; i++) {/// DIREITA
      matriz[i][dim + 1] = matriz[i][1];
    }
    for (i = 1; i < dim + 1; i++) {/// ESQUERDA
      matriz[i][0] = matriz[i][dim];
    }

    matriz[0][0] = matriz[dim][dim];
    matriz[0][dim + 1] = matriz[dim][1];
    matriz[dim + 1][0] = matriz[1][dim];
    matriz[dim + 1][dim + 1] = matriz[1][1];

    return;
  }

  public int conta_vivos() {/// OK
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i < dim + 1; i++) {
      for (int j = 1; j < dim + 1; j++) {
        sum += matriz[i][j];
      }
    }
    return sum;
  }

  public void att_matriz() {///OK
    for (int i = 1; i < dim + 1; i++) {
      for (int j = 1; j < dim + 1; j++) {
        matriz[i][j] = matriz_nova[i][j];
      }
    }
    copia_borda();
  }

  public void run() {///OK
    int i, j, soma, dim_linha_ini = razao * thread_id + 1, dim_linha_fim = (razao * (thread_id + 1) + 1);
    for (i = dim_linha_ini; i < dim_linha_fim; i++) {
      for (j = 1; j < dim + 1; j++) {
        soma =  matriz[i - 1][j - 1] + matriz[i][j - 1] + matriz[i + 1][j - 1] + matriz[i - 1][j] + matriz[i + 1][j] + matriz[i - 1][j + 1] + matriz[i][j + 1] + matriz[i + 1][j + 1];

        if (matriz[i][j] == 1){
          if (soma < 2){
            matriz_nova[i][j] = 0;
          }
          if (soma == 2 || soma == 3){
            matriz_nova[i][j] = 1;
          }
          if (soma > 3){
            matriz_nova[i][j] = 0;
          }
        }else{
          if (soma == 3){
            matriz_nova[i][j] = 1;
          }
          else{
            matriz_nova[i][j] = 0;
          }
        }
      }
    }
  }
}

public class principal {

  public static void main(String[] args) {
    int i, j, k, qtd = 4, dim = 2048, ger = 200;
    long T_ini = 0, DeltaT = 0;

    ///INSTANCIA A ESTRUTURA INTERNA DA THREAD, DPS A THREAD E POR FIM AS MATRIZES
    EstruturaThread[] TipoThread = new EstruturaThread[qtd];
    Thread[] vThread = new Thread[qtd];
    int[][] matriz      = new int[dim + 2][dim + 2];
    int[][] matriz_nova = new int[dim + 2][dim + 2];


    ///PREENCHE INICIALMENTE OS VALORES DA MATRIZ
    Random gerador = new Random(1985);
    for (i = 1; i < dim + 1; i++) {
      for (j = 1; j < dim + 1; j++) {
        matriz[i][j] = gerador.nextInt(2147483647) % 2;
      }
    }

    ///ALOCA UM VETOR DE THREADS COM A ESTRUTURA INTERNA DE THREAD ESPECIFICADA
    for (i = 0; i < qtd; i++) {
      TipoThread[i] = new EstruturaThread(dim, i, dim / qtd, matriz, matriz_nova);
      vThread[i] = new Thread(TipoThread[i]);
    }

    TipoThread[0].copia_borda(); ///ATUALIZA A BORDA DA PRIMEIRA THREAD
    System.out.println("Geracao 0: " + TipoThread[0].conta_vivos());
    T_ini = System.currentTimeMillis(); ///SALVA O TEMPO ATUAL, ANTES DAS THREADS

    for (k = 0; k < ger; k++) {
      for (i = 0; i < qtd; i++) {
        TipoThread[i] = new EstruturaThread(dim, i, dim / qtd, matriz, matriz_nova);
        vThread[i] = new Thread(TipoThread[i]);
        vThread[i].start();
      }
      try {
        for (i = 0; i < qtd; i++) {
          vThread[i].join();

        }
      } catch (InterruptedException e) {
        System.out.println("Error ocurred on thread number " + i);
      }
      TipoThread[0].att_matriz();
    }

    System.out.println("Geracao " + k + ": " + TipoThread[0].conta_vivos());
    DeltaT = System.currentTimeMillis() - T_ini;///SALVA O TEMPO ATUAL, DEPOIS DAS THREADS. E JA CALCULA A DIFERENÇA PRA SABER O TEMPO
    System.out.println("Tempo gasto com " + qtd + " threads: " + DeltaT/1000 + "," + DeltaT%1000 + " s ou " + DeltaT + " ms");
  }
}