# -*- 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()