98 lines
4.5 KiB
Python
98 lines
4.5 KiB
Python
# -*- 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() |