# -*- coding: utf-8 -*-
"""Лабораторная работа 3: GIL — почему потоки не ускоряют CPU-код.

Заполните функции ниже. ИНТЕРФЕЙСЫ МЕНЯТЬ НЕЛЬЗЯ — по ним работают
автотесты (tests/test_lab03.py).

Запуск из корня курса:
    python lab03_gil/solution.py
"""
import hashlib
import os
import sys
import time

sys.path.insert(0, os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), "..")))

from common.benchmark import save_speedup_plot, time_call
from common.tasks import TASKS, get_variant

# TODO: впишите свой номер в журнале (1..20)
VARIANT_NUMBER = 0


def run_task_on_threads(task_name: str, params: dict, p: int):
    """Выполнить CPU-задачу на p потоках (ThreadPoolExecutor).

    Каждый поток получает свой кусок (task['split']) и выполняет task['kernel'].
    Вернуть (checksum, elapsed_seconds). checksum обязан совпасть с
    последовательным запуском — иначе разбиение/сборка неверны.

    Подсказка: потоки, в отличие от процессов, не требуют пиккелируемости —
    task["kernel"] можно вызывать прямо в воркере.
    """
    task = TASKS[task_name]
    # TODO: build -> split -> pool.map(kernel, chunks) -> combine -> checksum
    raise NotImplementedError


def measure_cpu_threads(task_name: str, params: dict, p_list):
    """Замеры T(p) на потоках для чистого-Python задачи.

    Вернуть dict {p: лучшее_время}. p=1 — база. Проверять совпадение
    checksum при каждом p!
    """
    # TODO: для каждого p -> time_call(run_task_on_threads, ..., repeats=3)
    raise NotImplementedError


def measure_gil_release(p_list, block_size=1 << 20, blocks_per_part=32):
    """Замеры T(p) для hashlib (освобождает GIL на длинных вызовах).

    Готовит данные заранее: W = blocks_per_part * max(p_list) блоков по
    block_size байт (os.urandom). Общий объём W делится между p потоками —
    как в CPU-замерах. Вернуть dict {p: лучшее_время}, checksum проверять.

    ВАЖНО: блоки должны быть большими (≥ 256 КБ). На коротких вызовах GIL
    возвращается мгновенно и ускорение пропадает. Сравните block_size=4096
    и block_size=1<<20 в отчёте!
    """
    # TODO: данные -> деление на p кусков -> ThreadPoolExecutor ->
    #       hashlib.sha256(блок).digest() -> checksum -> {p: время}
    raise NotImplementedError


def gil_status():
    """Вернуть (версия_python, gil_enabled: bool).

    Используйте sys._is_gil_enabled() (Python 3.13+); если атрибута нет,
    считайте GIL включённым.
    """
    raise NotImplementedError


def main():
    v = get_variant(VARIANT_NUMBER)
    print(f"Вариант {v['variant']}: {v['describe']}\n")

    ver, gil = gil_status()
    print(f"Python {ver}, GIL включён: {gil}\n")

    # --- 1. Чистый Python: S(p) ≈ 1 ---------------------------------------
    t_cpu = measure_cpu_threads(v["task_name"], v["cpu_params"], v["p_list"])
    print("Чистый Python (GIL не отпускается):")
    base = t_cpu[1]
    for p, t in sorted(t_cpu.items()):
        print(f"  p={p}: T={t:.3f} c  S={base / t:.2f}")

    # --- 2. hashlib: S(p) > 1 ---------------------------------------------
    t_hash = measure_gil_release(v["p_list"])
    print("\nhashlib SHA-256 (GIL отпускается, блоки 1 МБ):")
    base = t_hash[1]
    for p, t in sorted(t_hash.items()):
        print(f"  p={p}: T={t:.3f} c  S={base / t:.2f}")

    # --- 2b. Мелкие блоки: ускорение должно исчезнуть ----------------------
    t_small = measure_gil_release(v["p_list"], block_size=4096,
                                  blocks_per_part=8000)
    print("\nhashlib SHA-256 (блоки 4 КБ — GIL возвращается сразу):")
    base = t_small[1]
    for p, t in sorted(t_small.items()):
        print(f"  p={p}: T={t:.3f} c  S={base / t:.2f}")

    # --- 3. График ----------------------------------------------------------
    save_speedup_plot(
        {"чистый Python": sorted(t_cpu.items()),
         "hashlib 1 МБ (released GIL)": sorted(t_hash.items()),
         "hashlib 4 КБ": sorted(t_small.items())},
        f"GIL: ускорение потоками (Python {ver})",
        os.path.join(os.path.dirname(__file__), "speedup.png"))

    # TODO: в отчёт — таблицу серий, график, объяснение разницы кривых,
    # ответы на контрольные вопросы из методички.


if __name__ == "__main__":
    main()