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c#题例-2025-06-14 12:38:52

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:实现一个线程安全的生产者-消费者模式

**题目描述:**

你需要设计一个线程安全的生产者-消费者模式,其中:
1. 有一个固定大小的缓冲区(队列),最多能存储 `N` 个元素。
2. 多个生产者线程可以向缓冲区中添加数据。
3. 多个消费者线程可以从缓冲区中取出数据。
4. 当缓冲区满时,生产者线程需要等待直到有空闲空间。
5. 当缓冲区为空时,消费者线程需要等待直到有新的数据可用。
6. 使用 C# 的并发机制(如 `Monitor`, `lock`, `SemaphoreSlim`, 或其他工具)来确保线程安全。

**要求:**
1. 缓冲区的大小 `N` 是可配置的。
2. 生产者和消费者线程的数量也是可配置的。
3. 提供一个简单的测试方法,验证你的实现是否正确。
4. 代码需要高效且易于扩展,避免死锁或资源竞争问题。

**提示:**
- 考虑使用 `BlockingCollection` 或手动实现类似功能。
- 注意性能优化,避免不必要的上下文切换。

---

### 示例代码框架(供参考)

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

class ProducerConsumer
{
private BlockingCollection buffer;
private int capacity;

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

// 生产者方法
public void Produce(int item)
{
// 实现生产者逻辑
}

// 消费者方法
public int Consume()
{
// 实现消费者逻辑
return 0;
}

// 测试方法
public static void Test()
{
int bufferCapacity = 10;
int producerCount = 3;
int consumerCount = 2;

var producerConsumer = new ProducerConsumer(bufferCapacity);

// 启动生产者和消费者线程
}
}
```

---

### 考察点:
1. **多线程编程能力**:如何正确使用 C# 的并发工具(如 `lock`, `Monitor`, `SemaphoreSlim`, `BlockingCollection` 等)。
2. **性能优化**:如何减少线程间的竞争,提高吞吐量。
3. **代码设计**:代码是否清晰、可维护、可扩展。
4. **边界条件处理**:如何处理缓冲区满或空的情况,避免死锁或资源浪费。

希望这道题能帮助你考察候选人的高级技能!如果有任何疑问,欢迎进一步讨论。

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