c#题例-2025-06-30 00:59:07
日期: 2025-06-30 分类: AI写作 6次阅读
当然可以!下面是一道**专家级别**的 C# 程序员逻辑面试题,涉及 **多线程、异步编程、锁机制和性能优化** 的综合运用:
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### 🧠 面试题:实现一个线程安全的缓存刷新系统(Thread-Safe Cache Refresher)
#### 背景描述:
你正在为一个高并发的金融数据服务开发一个组件,该组件需要从远程 API 获取实时汇率信息,并提供本地缓存。为了减少对远程 API 的频繁调用,你需要设计一个**自动刷新缓存的机制**,同时保证在并发访问下是线程安全的。
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### ✅ 需求说明:
1. 缓存中存储的是 `
2. 每个键都有独立的刷新间隔(例如每 30 秒更新一次),不同键之间互不影响。
3. 多个线程可能会并发地调用 `GetExchangeRateAsync("USD/CNY")` 方法。
4. 如果缓存未过期,则直接返回缓存中的值。
5. 如果缓存已过期,应触发后台刷新操作(不阻塞当前请求),并返回旧值(如果存在),否则等待新值。
6. 刷新操作必须是线程安全的,不能重复触发多个刷新任务。
7. 提供注册刷新函数的方式:`RegisterRefreshFunction(string key, Func
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### 💡 示例接口定义:
```csharp
public interface ICacheRefresher
{
Task
void RegisterRefreshFunction(string key, Func
}
```
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### 🔍 考察点:
- 对 `ConcurrentDictionary` 和线程安全集合的理解与使用。
- 异步编程模型(async/await)和 `Task` 的合理使用。
- 使用 `SemaphoreSlim` 或类似机制防止缓存击穿。
- 正确使用 `CancellationToken` 进行取消控制。
- 定时器机制的选择(比如 `System.Threading.Timer` 或基于 `Task.Delay` 的轮询)。
- 内存泄漏预防和资源释放。
- 性能考虑:避免不必要的锁竞争、延迟加载等。
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### 📌 可选加分项:
- 支持缓存失效策略(TTL、TTI 等)。
- 支持批量注册或批量刷新。
- 实现缓存统计指标(命中率、刷新次数等)。
- 单元测试覆盖率。
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### 🧩 参考实现思路(可展开讨论):
你可以使用如下结构来构建:
- 用 `ConcurrentDictionary
- 每个 `CacheEntry` 包含当前值、下次刷新时间、刷新函数、刷新间隔、以及一个用于同步的 `SemaphoreSlim`。
- 在每次获取数据时检查是否过期,若过期则启动后台刷新任务。
- 使用 `Task.Run(() => RefreshAsync(key))` 启动后台刷新。
- 使用 `Interlocked.CompareExchange` 或者原子更新来确保只有一个线程发起刷新。
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如果你希望我提供一个完整的参考实现代码,请告诉我,我可以继续为你写出这个类的具体实现。
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标签:AI写作
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