c#题例-2025-07-10 10:52:04
日期: 2025-07-10 分类: AI写作 15次阅读
当然可以!以下是一道**专家级别**的 **C# 逻辑面试题**,它涉及 **多线程编程、异步编程、任务调度、死锁预防与设计模式的理解**,适合考察高级 C# 开发者的综合能力:
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### 🧠 面试题:实现一个支持并发限流的异步缓存刷新器(Async Cache Refresher with Rate Limiting)
#### 背景描述:
你正在为一个高并发 Web 应用开发一个缓存服务。为了提高性能,你希望缓存项在过期后不是立即重新加载,而是采用“懒刷新”策略 —— 即当第一个请求发现缓存已过期时,触发后台刷新,同时返回旧值给后续请求,直到新值就绪。
此外,你还希望限制对数据源(如数据库或远程 API)的访问频率,防止突发流量导致服务被限流或崩溃。
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### 💼 面试要求:
请使用 C# 实现一个 `AsyncCacheRefresher` 类,满足以下需求:
1. **缓存键值对存储**:支持任意类型的缓存对象。
2. **懒刷新机制(Lazy Refresh)**:
- 当缓存未过期时,直接返回缓存值。
- 当缓存已过期但刷新尚未完成时,返回旧值,并在后台启动刷新。
3. **并发控制**:
- 同一时刻只允许一个刷新任务执行(即使多个请求同时触发刷新)。
4. **限流功能(Rate Limiting)**:
- 每秒最多允许 N 次实际刷新操作(例如每秒最多刷新 5 次)。
- 如果刷新频率超出限制,推迟刷新到下一个可用时间窗口。
5. **异步支持**:
- 所有操作必须是异步友好的(使用 async/await)。
6. **异常处理**:
- 如果刷新过程中发生异常,保留旧值,并记录错误信息(可简单打印),下次继续尝试刷新。
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### 🔧 接口定义(你可以扩展):
```csharp
public interface ICacheProvider
{
Task
}
```
你需要实现这个接口。
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### 📌 提示与考察点:
- 如何避免多个线程同时触发刷新?
- 如何实现限流?(提示:考虑使用 `SemaphoreSlim` 或 `System.Threading.RateLimiting`)
- 如何安全地管理缓存项和刷新任务的状态?
- 是否使用 `ConcurrentDictionary` 来保存缓存项?
- 是否使用 `TaskCompletionSource` 来共享刷新结果?
- 异常如何传播?是否需要捕获并封装成 Faulted Task?
- 是否考虑取消刷新操作?
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### ✅ 示例代码结构(仅供参考):
```csharp
public class AsyncCacheRefresher : ICacheProvider
{
private readonly ConcurrentDictionary
private readonly SemaphoreSlim _rateLimiter;
private readonly ILogger _logger;
public AsyncCacheRefresher(int maxRefreshPerSecond)
{
_rateLimiter = new SemaphoreSlim(maxRefreshPerSecond, maxRefreshPerSecond);
}
public async Task
string key,
Func
TimeSpan expiration,
CancellationToken ct)
{
// TODO: 实现核心逻辑
}
}
internal class CacheEntry
{
public MyData Value { get; set; }
public DateTime ExpiryTime { get; set; }
public TaskCompletionSource
}
```
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### 🎯 考察重点总结:
| 技术点 | 考察内容 |
|--------|----------|
| 多线程安全 | 使用 `ConcurrentDictionary` 管理缓存 |
| 异步编程模型 | 使用 `async/await` 正确管理生命周期 |
| 并发控制 | 防止重复刷新,使用 `TaskCompletionSource` 共享结果 |
| 限流算法 | 控制刷新频率(令牌桶、信号量等) |
| 错误处理 | 刷新失败时保留旧值,不中断调用链 |
| 性能优化 | 减少锁竞争,合理使用异步原语 |
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如果你需要我提供参考答案或者想看这个题目的标准实现,请告诉我!
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标签:AI写作
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