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c#题例-2025-07-05 02:32:27

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、锁机制与性能优化** 的综合运用,考察候选人对语言底层机制和并发控制的理解。

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### 🧠 面试题:实现一个线程安全的缓存刷新器(Thread-Safe Cache Refresher)

#### 📌 背景说明:

你正在开发一个高性能服务,该服务需要频繁读取一些“相对静态”的数据(如配置信息),这些数据偶尔会更新。为了提高性能,你需要实现一个**线程安全的缓存系统**,并在后台定期刷新缓存。

#### ✅ 需求如下:

1. 实现一个泛型类 `CacheRefresher`,构造函数接受两个参数:
- `Func> fetchDataAsync`:用于从外部数据源异步加载数据。
- `TimeSpan refreshInterval`:表示自动刷新的时间间隔。

2. 该类应提供一个公共方法:
```csharp
Task GetCachedDataAsync(CancellationToken ct = default);
```
- 如果当前缓存有效,则直接返回缓存的数据;
- 如果缓存过期或尚未加载,则立即触发一次加载操作并更新缓存;
- 多个并发调用者同时请求时,应避免重复加载(即只执行一次刷新);
- 支持取消操作(通过传入的 CancellationToken);

3. 自动刷新应在后台运行,并在每次刷新完成后通知所有等待中的调用者使用最新数据。

4. 整体设计要兼顾性能与线程安全,不能有死锁或资源竞争问题。

---

### 🔍 示例代码框架(供参考):

```csharp
public class CacheRefresher
{
private readonly Func> _fetchDataAsync;
private readonly TimeSpan _refreshInterval;

public CacheRefresher(Func> fetchDataAsync, TimeSpan refreshInterval)
{
// ...
}

public Task GetCachedDataAsync(CancellationToken ct = default)
{
// ...
}
}
```

---

### 💡 提示 & 考察点:

- 如何高效地确保多个并发调用不会导致多次加载?
- 使用什么类型来共享任务结果?(提示:考虑 `Task` + 单次初始化)
- 如何处理缓存过期与后台刷新之间的协调?
- 如何避免在刷新期间阻塞读取?
- 是否使用 `lock`, `SemaphoreSlim`, `Interlocked.CompareExchange`, 或 `AsyncLazy` 模式?
- 是否考虑缓存初始加载为空的情况?

---

### 🧪 可选扩展:

- 如何在不中断服务的情况下动态调整刷新间隔?
- 如何记录缓存命中率、刷新次数等监控指标?
- 如何支持热替换新数据而不影响正在进行的读取?

---

这道题不仅考察了候选人的 C# 异步编程能力,还深入到了并发模型、性能优化、异常处理等多个方面,是中高级以上 C# 工程师的理想面试题目之一。

如果你需要参考答案或更详细的解析,我可以继续为你提供。

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