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c#题例-2025-07-03 15:58:30

当然可以!下面是一道**专家级别**的 C# 逻辑面试题,涉及 **泛型、委托、闭包、线程安全、异步编程**等多个高级知识点:

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### 🧠 面试题:实现一个线程安全的缓存工厂(Thread-Safe Generic Cache Factory)

#### 背景描述:
你需要实现一个通用的缓存工厂 `CacheFactory`,它可以根据不同的键(`TKey`)来懒加载并缓存对应的值(`TValue`)。该工厂需要支持并发访问,并且允许在获取缓存项时传入一个值工厂方法来创建缓存内容。

#### 要求如下:

1. 提供一个方法 `GetOrAdd(TKey key, Func valueFactory)`,其行为类似 `ConcurrentDictionary.GetOrAdd`,但要求使用你自己的机制实现。
2. 不得直接使用 `ConcurrentDictionary`,你可以使用普通字典 + 锁或其他同步机制。
3. 必须确保多个线程同时调用 `GetOrAdd` 时,对于同一个未缓存的 `key`,`valueFactory` 只执行一次(即“线程安全的一次性初始化”)。
4. 支持异步版本 `GetOrAddAsync(TKey key, Func> valueFactory)`,也要保证线程安全和只执行一次。
5. 请尽量避免锁竞争,提升并发性能。

#### 示例代码结构:

```csharp
public class CacheFactory
{
public TValue GetOrAdd(TKey key, Func valueFactory)
{
// 实现逻辑
}

public async Task GetOrAddAsync(TKey key, Func> valueFactory)
{
// 实现逻辑
}
}
```

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### 💡 高级考察点:

- 理解线程安全与一次性初始化(Double-check locking / Lazy
- 使用 `ConcurrentDictionary` 替代方案中的锁策略(如 `lock`, `ReaderWriterLockSlim`)
- 对 `Lazy` 和 `TaskCompletionSource` 的灵活运用
- 异步编程中如何避免重复计算
- 闭包捕获与线程安全之间的关系
- 性能优化意识(减少锁粒度、避免阻塞)

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### ✅ 参考实现提示:

你可以使用如下方式构建内部状态:

- 使用 `Dictionary>` 或 `Dictionary>`
- 操作外部字典时加锁,或使用原子操作
- 对于同步版本,可考虑结合 `Lazy` 来确保单次执行
- 对于异步版本,可使用 `TaskCompletionSource` 手动控制任务完成

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如果你需要参考答案或者想让我逐步讲解这个题目的实现思路,我也可以继续展开。是否需要?

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