好的！以下是一道专家级别的 C# 程序员逻辑面试题，涉及多线程、并发控制和性能优化：

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### 面试题：实现一个高效的生产者-消费者模式

**题目描述：**

你需要实现一个生产者-消费者模式的高性能缓存队列（`ProducerConsumerCache`），该队列需要满足以下要求：

1. **线程安全**：多个生产者线程可以同时向队列中添加数据，多个消费者线程可以同时从队列中取出数据。
2. **容量限制**：队列的最大容量为 `N`。如果队列已满，生产者线程需要等待直到有空闲空间；如果队列为空，消费者线程需要等待直到有新的数据可用。
3. **高性能**：尽量减少锁的竞争，提高吞吐量。
4. **通知机制**：当生产者或消费者完成操作后，能够正确地通知其他线程继续工作。

**接口定义：**

```csharp
public class ProducerConsumerCache
{
public ProducerConsumerCache(int capacity);

// 生产者调用此方法向队列中添加数据
public void Enqueue(T item);

// 消费者调用此方法从队列中取出数据
public T Dequeue();

// 可选：获取当前队列中的元素数量
public int Count { get; }
}
```

**额外要求：**

- 使用 C# 提供的并发工具（如 `Monitor`, `lock`, `SemaphoreSlim`, 或 `BlockingCollection`）来实现。
- 请分析你的实现方式在高并发场景下的性能表现，并提出可能的优化方案。

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### 示例代码框架：

以下是一个简单的框架，你可以在此基础上进行扩展和优化：

```csharp
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;

public class ProducerConsumerCache
{
private readonly Queue _queue;
private readonly object _lock = new object();
private readonly int _capacity;

public ProducerConsumerCache(int capacity)
{
_queue = new Queue();
_capacity = capacity;
}

public void Enqueue(T item)
{
lock (_lock)
{
while (_queue.Count >= _capacity)
{
Monitor.Wait(_lock); // 等待队列有空闲空间
}
_queue.Enqueue(item);
Monitor.PulseAll(_lock); // 通知所有等待的线程
}
}

public T Dequeue()
{
lock (_lock)
{
while (_queue.Count == 0)
{
Monitor.Wait(_lock); // 等待队列有数据
}
T item = _queue.Dequeue();
Monitor.PulseAll(_lock); // 通知所有等待的线程
return item;
}
}

public int Count => _queue.Count;
}
```

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### 提示与思考方向：

1. **锁的竞争**：`lock` 和 `Monitor` 是最简单的方式，但在高并发场景下可能会导致性能瓶颈。你能否使用更轻量级的同步工具（如 `SpinLock` 或 `SemaphoreSlim`）来优化？
2. **公平性 vs 性能**：是否需要保证线程的公平性？如果不关心公平性，是否有更高效的实现方式？
3. **C# 提供的高级工具**：是否可以直接使用 `BlockingCollection` 来简化实现？如果有，它的内部实现原理是什么？
4. **测试与验证**：如何设计测试用例来验证你的实现是否正确且高效？

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这道题考察了候选人对多线程编程、并发控制、性能优化的理解，以及对 C# 并发工具库的掌握程度。希望你喜欢这道题！