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c#题例-2025-06-23 10:45:54

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、并发控制和性能优化等高级主题:

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### 面试题:设计一个高效的线程安全的计数器

**问题描述:**

你需要设计一个线程安全的计数器类 `ThreadSafeCounter`,该类需要支持以下功能:

1. **Increment()**: 将计数器的值加 1。
2. **Decrement()**: 将计数器的值减 1。
3. **GetValue()**: 返回当前计数器的值。

要求:
- 该计数器必须是线程安全的,能够同时被多个线程访问。
- 尽量减少锁的竞争,以提高性能。
- 提供一种机制,允许外部代码在计数器达到某个特定值时触发回调函数。

**进阶要求:**
- 如果计数器的值达到或超过某个阈值(例如 100),则自动停止所有对 `Increment()` 的调用,并抛出异常。
- 提供一个方法 `Reset()`,将计数器重置为 0。

**提示:**
- 可以使用 C# 提供的并发工具(如 `Interlocked`、`Monitor`、`SemaphoreSlim` 或 `TaskCompletionSource`)来实现线程安全。
- 考虑如何避免死锁和性能瓶颈。

---

### 示例代码框架:

```csharp
public class ThreadSafeCounter
{
private long _count = 0;
private readonly object _lock = new object();
private readonly long _threshold;

public ThreadSafeCounter(long threshold)
{
_threshold = threshold;
}

public void Increment()
{
// 实现线程安全的加法操作
}

public void Decrement()
{
// 实现线程安全的减法操作
}

public long GetValue()
{
// 返回当前计数器的值
return _count;
}

public void Reset()
{
// 将计数器重置为 0
}

public event Action OnThresholdReached;

// 其他可能需要的方法...
}
```

---

### 面试官可能会问的问题:

1. 你为什么选择使用某种同步机制(如 `Interlocked` 或 `lock`)?
2. 如果有大量线程同时调用 `Increment()` 和 `Decrement()`,你的实现会有什么性能问题?如何优化?
3. 如何测试这个类的线程安全性?
4. 如果需要扩展这个类以支持原子操作(如 `Add(long value)`),你会怎么做?

---

这道题目考察了候选人在多线程编程、并发控制和性能优化方面的深入理解。希望对你有所帮助!

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