Init

lab05_sync/solution.py

@@ -0,0 +1,98 @@
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""Лабораторная работа 5: синхронизация и гонки данных.
+
+Заполните функции ниже. ИНТЕРФЕЙСЫ МЕНЯТЬ НЕЛЬЗЯ — по ним работают
+автотесты (tests/test_lab05.py).
+
+Запуск из корня курса:
+    python lab05_sync/solution.py
+"""
+import os
+import queue
+import sys
+import threading
+import time
+
+sys.path.insert(0, os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), "..")))
+
+from common.tasks import io_fetch
+
+# TODO: впишите свой номер в журнале (1..20) — используется в main()
+VARIANT_NUMBER = 0
+
+
+def race_demo(n_threads: int, n_increments: int):
+    """Гонка данных БЕЗ синхронизации.
+
+    n_threads потоков, каждый увеличивает общий счётчик n_increments раз.
+    counter += 1 не атомарен! Чтобы гонка проявилась надёжно, после чтения
+    счётчика добавьте time.sleep(0) — уступает GIL.
+    Вернуть (фактический_счётчик, ожидаемый = n_threads * n_increments).
+    """
+    # TODO: общий счётчик (список [0] или nonlocal), потоки, start/join
+    raise NotImplementedError
+
+
+def race_fixed(n_threads: int, n_increments: int):
+    """То же, но с threading.Lock. Вернуть (фактический_счётчик, ожидаемый).
+
+    Результат обязан быть точным ПРИ ЛЮБЫХ запусках.
+    """
+    raise NotImplementedError
+
+
+def semaphore_limiter(items: int, delay: float, max_concurrent: int):
+    """Выполнить items запросов io_fetch(item, delay) на потоках,
+    но не более max_concurrent одновременно (threading.Semaphore).
+
+    Вернуть (список_результатов, elapsed_seconds), упорядочен по item.
+    Подсказка: results[idx] — каждый воркер пишет в СВОЮ ячейку списка.
+    """
+    raise NotImplementedError
+
+
+def producer_consumer(n_producers: int, n_consumers: int, n_items: int):
+    """Схема producer-consumer на queue.Queue.
+
+    Производители суммарно кладут задачи со значениями 0..n_items-1
+    (распределите между производителями как удобно, но все значения ровно
+    по одному разу). Потребители забирают и «обрабатывают» (суммируют).
+    Программа обязана завершиться сама: маркеры конца (None) — по одному
+    на потребителя. Вернуть (обработано_задач, сумма_значений).
+    """
+    # TODO: queue.Queue() для задач и результатов; producers кладут;
+    #       consumers берут до None; join всех; собрать результаты
+    raise NotImplementedError
+
+
+def main():
+    print("=== 1. Гонка данных ===")
+    for attempt in range(3):
+        got, expected = race_demo(8, 100_000)
+        print(f"попытка {attempt + 1}: {got:,} из {expected:,} "
+              f"(потеряно {expected - got:,})")
+    got, expected = race_fixed(8, 100_000)
+    print(f"с Lock: {got:,} из {expected:,} (всегда точно)")
+
+    print("\n=== 2. Семафор: лимит соединений ===")
+    v_items, v_delay = 24, 0.05
+    for mc in (2, 4, 8):
+        res, t = semaphore_limiter(v_items, v_delay, mc)
+        ideal = v_items / mc * v_delay
+        print(f"max_concurrent={mc}: {len(res)} запросов за {t:.2f} c "
+              f"(идеал ≈ {ideal:.2f} c)")
+
+    print("\n=== 3. Producer–consumer ===")
+    t0 = time.perf_counter()
+    processed, total_sum = producer_consumer(2, 3, 30)
+    print(f"производителей=2, потребителей=3, задач=30: "
+          f"обработано {processed}, сумма {total_sum}, "
+          f"время {time.perf_counter() - t0:.2f} c")
+    print("Если программа зависла — дедлок: проверьте маркеры конца!")
+
+    # TODO: в отчёт — несколько запусков race_demo (недетерминизм!),
+    # цена Lock, таблицу semaphore_limiter, схему producer-consumer.
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()