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c#题例-2025-06-18 03:38:54

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、并发控制以及性能优化方面的知识:

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### 面试题:银行账户并发转账问题

假设你正在开发一个银行系统,其中有一个 `BankAccount` 类,用于表示用户的银行账户。每个账户都有余额 (`Balance`),并且支持存款 (`Deposit`) 和取款 (`Withdraw`) 操作。

现在需要实现一个方法 `Transfer`,允许从一个账户向另一个账户转账指定金额。为了保证数据一致性,必须确保在多线程环境下不会出现竞态条件(Race Condition)或其他并发问题。

#### 要求:
1. 实现 `BankAccount` 类,并确保其 `Deposit` 和 `Withdraw` 方法是线程安全的。
2. 实现 `Transfer` 方法,该方法接收两个账户对象和转账金额,完成从一个账户到另一个账户的转账操作。
3. 在多线程环境下测试你的代码,验证转账过程是否正确且线程安全。
4. 优化代码以减少锁的竞争,提高性能。

#### 提示:
- 可以使用 C# 的锁机制(如 `lock` 关键字或 `Monitor` 类)来确保线程安全。
- 如果直接对两个账户加锁,可能会导致死锁问题,请考虑如何避免死锁。
- 可以尝试使用更高级的并发工具(如 `SemaphoreSlim` 或 `ReaderWriterLockSlim`)来进一步优化性能。

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### 示例代码框架

```csharp
using System;
using System.Threading;

public class BankAccount
{
private decimal balance;

public BankAccount(decimal initialBalance)
{
this.balance = initialBalance;
}

public decimal Balance => balance;

// 线程安全的存款方法
public void Deposit(decimal amount)
{
// TODO: 实现线程安全的存款逻辑
}

// 线程安全的取款方法
public bool Withdraw(decimal amount)
{
// TODO: 实现线程安全的取款逻辑
return false;
}
}

public class BankSystem
{
// 转账方法
public static void Transfer(BankAccount fromAccount, BankAccount toAccount, decimal amount)
{
// TODO: 实现线程安全的转账逻辑
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 初始化两个账户
var account1 = new BankAccount(1000);
var account2 = new BankAccount(500);

// 创建多个线程进行转账测试
Thread t1 = new Thread(() => BankSystem.Transfer(account1, account2, 200));
Thread t2 = new Thread(() => BankSystem.Transfer(account2, account1, 100));

t1.Start();
t2.Start();

t1.Join();
t2.Join();

Console.WriteLine($"Account 1 Balance: {account1.Balance}");
Console.WriteLine($"Account 2 Balance: {account2.Balance}");
}
}
```

---

### 解题思路:
1. **线程安全的 `Deposit` 和 `Withdraw` 方法**:可以使用 `lock` 关键字对账户对象加锁,确保同一时间只有一个线程可以修改账户余额。
2. **转账方法 `Transfer` 的线程安全性**:为了避免死锁,可以按照账户的唯一标识(如账户 ID)排序后加锁,确保所有线程都以相同的顺序锁定账户。
3. **性能优化**:如果转账频率较高,可以考虑使用更细粒度的锁或无锁算法(如 `Interlocked` 类)来减少锁的竞争。

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这道题目考察了候选人对多线程编程的理解、死锁的预防以及性能优化的能力,非常适合专家级别的 C# 开发者面试。

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