Init

lab05_sync/examples/01_race_demo.py

@@ -0,0 +1,69 @@
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""Демо: гонка данных — потерянные обновления счётчика.
+
+Запуск из корня курса:
+    python lab05_sync/examples/01_race_demo.py
+
+counter += 1 — три операции (чтение, инкремент, запись). Два потока читают
+одно значение, оба пишут — одно увеличение теряется. Lock устраняет гонку.
+"""
+import os
+import sys
+import threading
+import time
+
+sys.path.insert(0, os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), "..", "..")))
+
+N_THREADS = 8
+N_INCR = 100_000
+
+
+def worker_unsafe(counter):
+    for _ in range(N_INCR):
+        value = counter[0]        # ЧТЕНИЕ
+        time.sleep(0)             # усиливает переключения: GIL уступается
+        counter[0] = value + 1    # ЗАПИСЬ (могла потеряться)
+
+
+def worker_safe(counter, lock):
+    for _ in range(N_INCR):
+        with lock:                # критическая секция
+            value = counter[0]
+            counter[0] = value + 1
+
+
+def main():
+    expected = N_THREADS * N_INCR
+
+    counter = [0]
+    threads = [threading.Thread(target=worker_unsafe, args=(counter,))
+               for _ in range(N_THREADS)]
+    t0 = time.perf_counter()
+    for t in threads:
+        t.start()
+    for t in threads:
+        t.join()
+    unsafe_time = time.perf_counter() - t0
+    print(f"без синхронизации:   {counter[0]:>10,} из {expected:,}  "
+          f"(потеряно {expected - counter[0]:,}) за {unsafe_time:.2f} c")
+
+    counter = [0]
+    lock = threading.Lock()
+    threads = [threading.Thread(target=worker_safe, args=(counter, lock))
+               for _ in range(N_THREADS)]
+    t0 = time.perf_counter()
+    for t in threads:
+        t.start()
+    for t in threads:
+        t.join()
+    safe_time = time.perf_counter() - t0
+    print(f"с Lock:              {counter[0]:>10,} из {expected:,}  "
+          f"(идеально) за {safe_time:.2f} c")
+    print(f"\nРазница времени: {(safe_time - unsafe_time) / unsafe_time * 100:+.0f}%")
+    print("(Lock может даже ускорить: без него потоки чаще конфликтуют)")
+    print("Запустите ещё раз — потерянные обновления будут другими:")
+    print("гонка недетерминирована, этим она и опасна.")
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()