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、性能优化和并发控制等高级概念：

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### 面试题：实现一个线程安全的生产者-消费者模式

**问题描述：**

你需要设计一个高效的生产者-消费者模型，使用 C# 实现。具体要求如下：

1. **缓冲区限制**：缓冲区的最大容量为 `N`（由用户指定），当缓冲区满时，生产者必须等待，直到有空闲空间。
2. **线程安全**：确保多个生产者和消费者可以同时安全地访问缓冲区，不会出现数据竞争或死锁。
3. **性能优化**：尽量减少线程间的阻塞时间，提高吞吐量。
4. **扩展性**：代码应易于扩展，例如支持动态调整缓冲区大小或添加更多功能。

**输入/输出要求：**
- 生产者会生成一系列整数（从 1 开始递增）并放入缓冲区。
- 消费者会从缓冲区中取出整数并打印出来。
- 缓冲区的大小 `N` 和生产者/消费者的数量由用户指定。

**额外挑战：**
- 使用 `Task` 或 `async/await` 来实现异步操作。
- 提供一种机制来监控缓冲区的状态（如当前大小、剩余空间等）。

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### 示例代码框架

以下是一个简化的代码框架，供你参考：

```csharp
using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public class ProducerConsumer
{
private BlockingCollection buffer;
private int bufferSize;

public ProducerConsumer(int size)
{
this.bufferSize = size;
this.buffer = new BlockingCollection(new ConcurrentQueue(), size);
}

public void Produce(int id, CancellationToken token)
{
int count = 1;
while (!token.IsCancellationRequested)
{
try
{
buffer.Add(count++);
Console.WriteLine($"Producer {id} produced: {count - 1}");
}
catch (InvalidOperationException) // Buffer is full
{
Thread.Sleep(100); // Wait and retry
}
}
}

public void Consume(int id, CancellationToken token)
{
while (!token.IsCancellationRequested || buffer.Count > 0)
{
if (buffer.TryTake(out int item, 100))
{
Console.WriteLine($"Consumer {id} consumed: {item}");
}
}
}

public static void Main(string[] args)
{
int bufferSize = 5; // Example buffer size
int producerCount = 2;
int consumerCount = 3;

var producerConsumer = new ProducerConsumer(bufferSize);
var cts = new CancellationTokenSource();

// Start producers and consumers
var tasks = new List();
for (int i = 0; i < producerCount; i++)
{
tasks.Add(Task.Run(() => producerConsumer.Produce(i + 1, cts.Token)));
}

for (int i = 0; i < consumerCount; i++)
{
tasks.Add(Task.Run(() => producerConsumer.Consume(i + 1, cts.Token)));
}

// Simulate stopping after 5 seconds
Task.Delay(5000).ContinueWith(_ => cts.Cancel());

Task.WaitAll(tasks.ToArray());
}
}
```

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### 考察点：
1. **线程同步**：如何正确使用 `BlockingCollection`、`Monitor`、`SemaphoreSlim` 等工具来实现线程安全。
2. **性能优化**：如何减少不必要的上下文切换和锁争用。
3. **异步编程**：是否能熟练使用 `Task` 和 `async/await` 来提高程序的响应性。
4. **扩展性设计**：代码是否易于维护和扩展，例如支持动态调整缓冲区大小或添加日志功能。

希望这道题目能够充分考察候选人的技术水平！