c#题例-2025-08-04 19:52:05
日期: 2025-08-04 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 **多线程编程、异步编程、线程安全、锁机制、async/await 陷阱、死锁排查**等高级知识点。
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### 🧠 面试题:多线程中的异步陷阱与线程安全
#### 📌 题目描述:
你被要求实现一个线程安全的缓存类 `AsyncCache
- 如果缓存中存在对应的键,则直接返回缓存值。
- 如果不存在,则调用一个异步的值工厂函数 `Func
- 多个线程同时请求同一个未缓存的键时,**只能有一个线程执行 valueFactory**,其他线程应等待并共享该结果(避免重复计算或重复请求)。
- 缓存应该支持过期机制(简单实现即可,比如基于时间的过期)。
#### 📌 要求:
1. 实现如下接口:
```csharp
public interface IAsyncCache
{
Task
}
```
2. 说明你选择的线程安全机制(如 `ConcurrentDictionary`, `SemaphoreSlim`, `TaskCompletionSource` 等)。
3. 指出并避免常见的 async/await 死锁陷阱(如 `.Result`, `.Wait()`)。
4. 如何防止缓存击穿、缓存穿透和缓存雪崩?
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### 💡 示例场景:
```csharp
var cache = new AsyncCache
Func
{
await Task.Delay(1000); // 模拟耗时操作
return $"Value for {key}";
};
var task1 = cache.GetOrAddAsync("A", factory, TimeSpan.FromSeconds(10));
var task2 = cache.GetOrAddAsync("A", factory, TimeSpan.FromSeconds(10));
// task1 和 task2 应该共享同一个 Task,只执行一次 factory
```
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### ✅ 评估点(面试官考察方向):
| 考察点 | 描述 |
|--------|------|
| **线程安全** | 是否使用合适的同步机制防止并发加载 |
| **异步正确性** | 是否避免阻塞异步代码,避免死锁 |
| **性能优化** | 是否使用轻量级锁(如 `SemaphoreSlim`)或 `TaskCompletionSource` |
| **缓存设计** | 是否考虑缓存清理、过期策略 |
| **设计模式** | 是否使用异步单例加载、缓存装饰器模式等 |
| **高级陷阱识别** | 是否识别 `ConfigureAwait(false)` 的使用场景 |
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### 🚀 提示(给面试者):
- 使用 `ConcurrentDictionary
- 使用 `GetOrAdd` 方法时,确保 valueFactory 只执行一次。
- 使用 `TaskCompletionSource` 可以更好地控制任务的完成状态。
- 使用 `MemoryCache` 或手动实现过期机制(如记录时间戳)。
- 注意避免使用 `.Result` 或 `.Wait()`,防止 UI 线程死锁。
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如果你需要,我可以提供一个**参考实现和详细解释**。是否需要?
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