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面试题:C# 可扩展性方法在复杂架构中的属性访问优化

在一个大型的分层架构项目中,存在多个模块依赖某个核心实体类 `CoreEntity` 的属性 `KeyProperty`。现在希望通过可扩展性方法对 `KeyProperty` 的访问进行优化,例如添加缓存机制,以提高系统性能。请详细阐述你的设计方案,包括涉及到的设计模式、可能面临的问题及解决方案,并给出关键代码示例。
28.0万 热度难度
编程语言C#

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面试题答案

一键面试

设计方案

  1. 设计模式:采用代理模式。通过创建一个代理类来代理对 CoreEntityKeyProperty 的访问。代理类负责缓存 KeyProperty 的值,并在必要时更新缓存。

  2. 具体步骤

    • 创建一个接口 CoreEntityInterface,定义 getKeyProperty 方法。
    • CoreEntity 类实现 CoreEntityInterface 接口。
    • 创建代理类 CoreEntityProxy,同样实现 CoreEntityInterface 接口。在代理类中,维护一个缓存变量,并在 getKeyProperty 方法中先检查缓存,若缓存中有值则直接返回,否则调用 CoreEntitygetKeyProperty 方法获取值并缓存。

可能面临的问题及解决方案

  1. 缓存一致性问题:当 CoreEntityKeyProperty 值发生变化时,需要及时更新缓存。解决方案是在 CoreEntity 中添加一个 setKeyProperty 方法,在设置新值时通知代理类更新缓存。
  2. 多线程并发访问问题:如果系统是多线程的,可能会出现缓存读取和更新的并发问题。可以使用线程安全的缓存结构(如 ConcurrentHashMap),并对关键代码段使用 synchronized 关键字或 Lock 接口进行同步控制。

关键代码示例

以下以Java代码为例:

  1. 定义接口
public interface CoreEntityInterface {
    String getKeyProperty();
}
  1. CoreEntity 类
public class CoreEntity implements CoreEntityInterface {
    private String keyProperty;

    public CoreEntity(String keyProperty) {
        this.keyProperty = keyProperty;
    }

    @Override
    public String getKeyProperty() {
        return keyProperty;
    }

    public void setKeyProperty(String keyProperty) {
        this.keyProperty = keyProperty;
    }
}
  1. 代理类
public class CoreEntityProxy implements CoreEntityInterface {
    private CoreEntity coreEntity;
    private String cachedKeyProperty;

    public CoreEntityProxy(CoreEntity coreEntity) {
        this.coreEntity = coreEntity;
    }

    @Override
    public String getKeyProperty() {
        if (cachedKeyProperty == null) {
            cachedKeyProperty = coreEntity.getKeyProperty();
        }
        return cachedKeyProperty;
    }

    public void updateCache() {
        cachedKeyProperty = coreEntity.getKeyProperty();
    }
}
  1. 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        CoreEntity coreEntity = new CoreEntity("initial value");
        CoreEntityProxy proxy = new CoreEntityProxy(coreEntity);

        // 第一次访问,从CoreEntity获取值并缓存
        System.out.println(proxy.getKeyProperty()); 

        // 假设CoreEntity的值发生变化
        coreEntity.setKeyProperty("new value");
        // 通知代理类更新缓存
        proxy.updateCache(); 

        // 再次访问,从缓存获取更新后的值
        System.out.println(proxy.getKeyProperty()); 
    }
}