🤔 Какие проблемы могут быть при многопоточности и как их избежать?

Многопоточное программирование позволяет улучшить производительность программ за счет параллельной обработки данных, но это также влечет за собой ряд специфических проблем. Понимание этих проблем и способы их предотвращения или управления ими критически важны для создания надежных и эффективных многопоточных приложений.

🚩Основные проблемы

🟠Гонки данных (Race Conditions)
Проблема: Два или более потоков пытаются одновременно изменить общие данные или один поток читает данные во время их изменения другим потоком, что приводит к непредсказуемым результатам.
Решение: Использование механизмов синхронизации, таких как блокировки (locks), мьютексы (mutexes) и семафоры (semaphores), для контроля доступа к общим ресурсам.

🟠Взаимная блокировка (Deadlock)
Проблема: Два или более потоков бесконечно ожидают ресурсы, заблокированные друг другом, в результате чего они не могут продолжить выполнение.
Решение: Разработка программы таким образом, чтобы потоки запрашивали ресурсы всегда в одном и том же порядке, использование таймаутов для блокировок, чтобы потоки могли выйти из состояния ожидания.

🟠Голодание (Starvation)
Проблема: Один или несколько потоков не могут получить доступ к необходимым ресурсам, потому что другие потоки постоянно занимают их.
Решение: Применение справедливых блокировок (fair locks) или алгоритмов планирования, которые обеспечивают всем потокам равный доступ к ресурсам.

🟠Переключение контекста (Context Switching)
Проблема: Частое переключение контекста между потоками может значительно снизить производительность системы, особенно если потоки часто блокируются и разблокируются.
Решение: Оптимизация количества потоков, уменьшение зависимостей между потоками и уменьшение использования блокировок.

🟠Проблемы с проектированием
Проблема: Неправильное проектирование многопоточной архитектуры может привести к сложностям в поддержке и расширении программного обеспечения.
Решение: Использование абстракций высокого уровня для работы с потоками, таких как пулы потоков, параллельные библиотеки (например, TPL в .NET) и модели акторов.

private static readonly object _lock = new object();
private static int _sharedResource;

public static void UpdateResource()
{
    lock (_lock)
    {
        _sharedResource++;
        // Выполнение некоторой работы с общим ресурсом
    }
}

Избегание взаимной блокировки

private static readonly object _lock1

 = new object();
private static readonly object _lock2 = new object();

public static void Method1()
{
    lock (_lock1)
    {
        // Некоторые действия
        lock (_lock2)
        {
            // Дополнительные действия
        }
    }
}

public static void Method2()
{
    lock (_lock1)
    {
        // Аналогичные действия
        lock (_lock2)
        {
            // Дополнительные действия
        }
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Пример паттерна Строитель?

Например, при создании объекта типа "Отчёт":
- У объекта много параметров (заголовок, дата, содержимое, автор, таблицы).
- С помощью билдера можно поочерёдно вызывать методы SetTitle(), SetContent(), SetFooter() и получить готовый объект методом Build().
Этот подход улучшает читаемость и гибкость кода.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 В чем разница Redis и memcache`а?

Redis и Memcached являются популярными решениями для кэширования данных в памяти, что помогает ускорить доступ к данным и снизить нагрузку на базы данных в высоконагруженных системах. Обе системы часто используются для улучшения производительности веб-приложений и масштабируемых систем. Несмотря на общую цель, они имеют ряд различий в функциональности, производительности и подходах к управлению данными.

🚩Основные характеристики и различия

🟠Типы данных
Redis поддерживает разнообразные типы данных, такие как строки, списки, множества, отсортированные множества, хеши и битовые карты. Это расширяет возможности использования Redis для различных сценариев, таких как реализация очередей, стеков, сложных структур данных и подсчёт уникальных элементов.
Memcached поддерживает только

🟠Поддержка долговременной персистентности
Redis предлагает настраиваемые опции для долговременного хранения данных (персистентности), включая снимки состояния всей базы данных (snapshotting) и журналирование транзакций с предварительной записью (AOF, Append-Only File). Это позволяет восстанавливать состояние базы данных после перезагрузки системы.
Memcached не предлагает встроенных средств для персистентного хранения данных. По завершении работы процесса данные теряются, что делает его идеальным для временных и не очень важных данных, которые могут быть легко воссозданы или восстановлены.

🟠Распределение и масштабирование
Redis поддерживает различные модели распределения, включая шардинг (разделение данных на части по разным узлам) и репликацию. Это позволяет масштабировать Redis горизонтально и увеличивать его отказоустойчивость.
Memcached также поддерживает горизонтальное масштабирование и распределение данных с использованием простого алгоритма хэширования. Однако у него нет встроенной поддержки репликации или других продвинутых механизмов распределения, которые обеспечивают высокую доступность.

🟠Дополнительные возможности
Redis предлагает дополнительные возможности, такие как выполнение Lua-скриптов на стороне сервера, что позволяет пользователям реализовывать сложную логику обработки данных непосредственно в Redis. Кроме того, Redis поддерживает публикацию и подписку на каналы событий.
Memcached имеет более ограниченный набор функций, сосредоточенных вокруг основной задачи кэширования, и не поддерживает скриптинг или публикацию/подписку.

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Какие типы связей известны у join`ов?

- Inner Join: Объединяет только те строки, которые совпадают в обеих таблицах.
- Left Join: Возвращает все строки из левой таблицы и соответствующие строки из правой.
- Right Join: Аналогично Left Join, но для правой таблицы.
- Full Join: Возвращает все строки из обеих таблиц.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 В чём разница между throw и throw ex в С#?

В C# есть два способа выбросить исключение внутри блока catch:
1. throw;
2. throw ex;
Хотя они выглядят похоже, есть ключевое отличие в сохранении стека вызовов (stack trace).

🚩`throw;` — сохраняет оригинальный стек вызовов

Когда используется просто throw;, исключение передаётся дальше без изменения информации о месте его возникновения.

try
{
    int x = 0;
    int y = 5 / x; // Здесь возникнет DivideByZeroException
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("Ошибка: " + ex.Message);
    throw; // Исключение передаётся дальше без изменений
}

🚩`throw ex;` — сбрасывает стек вызовов

Когда используется throw ex;, создаётся новая точка выброса исключения, и оригинальный стек вызовов теряется.

try
{
    int x = 0;
    int y = 5 / x;
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("Ошибка: " + ex.Message);
    throw ex; // Оригинальный стек вызовов теряется
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Тип string относится к Reference или Value?

Тип string — это ссылочный тип. Однако, в отличие от других ссылочных типов, строки являются неизменяемыми (immutable). Это значит, что при любом изменении строки создаётся новый объект в памяти, а старый остаётся неизменным.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 Какой сейчас последний C#?

🚩Нововведения

🟠Primary Constructors для классов и структур
Позволяют определять конструкторы прямо в объявлении класса или структуры, что упрощает код и улучшает его читаемость.

public class Person(string name, int age)
{
    public string Name { get; } = name;
    public int Age { get; } = age;
}

🟠Collection Literals
Обеспечивает более удобный синтаксис для создания коллекций.

var numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

🟠Default Values для auto-properties
Теперь можно задавать значения по умолчанию для auto-properties, что делает код более лаконичным.

public string Name { get; set; } = "Unknown";

🟠Using aliases
Позволяет использовать алиасы для пространств имен, улучшая читаемость кода.

using Text = System.Text;

🟠Improved Lambda Expressions:
Улучшены возможности для работы с лямбда-выражениями, делая их более гибкими и мощными.

🚩Зачем нужны эти изменения?

Эти нововведения направлены на упрощение синтаксиса языка, улучшение читаемости и поддерживаемости кода, а также на повышение производительности и удобства разработки.

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var person = new Person("John", 30);
        Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");

        var numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
        numbers.ForEach(n => Console.WriteLine(n));

        var name = new Name { Value = "Unknown" };
        Console.WriteLine(name.Value);
    }
}

public class Person(string name, int age)
{
    public string Name { get; } = name;
    public int Age { get; } = age;
}

public class Name
{
    public string Value { get; set; } = "Default Name";
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое паттерн разработки — Строитель (Builder)?

Строитель применяется, когда нужно пошагово создать сложный объект, избегая громоздкого конструктора с множеством параметров.
Он позволяет:
- Создавать разные представления одного и того же объекта.
- Разделить конструирование от представления.
- Собирать объект поэтапно и настраиваемо.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое аутентификация?

Когда человек вводит логин и пароль, система аутентифицирует его, проверяя, действительно ли это тот, за кого он себя выдаёт.

🚩Как работает аутентификация?

Пользователь вводит данные (например, логин и пароль).
Система проверяет их в базе данных.
Если данные верны → доступ разрешён.
Если данные неверны → отказ в доступе.

public async Task<IActionResult> Login(string username, string password)
{
    var user = await _userManager.FindByNameAsync(username);
    if (user != null && await _userManager.CheckPasswordAsync(user, password))
    {
        await _signInManager.SignInAsync(user, isPersistent: false);
        return RedirectToAction("Index", "Home");
    }
    ModelState.AddModelError("", "Неверный логин или пароль");
    return View();
}

🚩Виды аутентификации

🟠По паролю
Самый распространённый вариант. Минус: если пароль украден – доступ открыт.
🟠Двухфакторная (2FA)
Например, SMS-код + пароль. Усложняет взлом аккаунта.
🟠Биометрическая
Отпечаток пальца, Face ID. Удобно, но требует спецоборудования.
🟠OAuth (Google, Facebook, GitHub)
Вход через соцсети. Удобно, не нужно запоминать пароль.
🟠Аутентификация по токену (JWT)
Используется в API и микросервисах. Позволяет работать без сохранения сессий.

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое примитив синхронизации semaphore?

Семафор — это ограничитель доступа, который позволяет нескольким потокам одновременно использовать ресурс, но только в пределах установленного количества. Например, если доступно 3 слота — максимум 3 потока могут работать параллельно, остальные ждут.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое контекст синхронизации?

"контекст синхронизации" (SynchronizationContext) — это класс, который предоставляет возможность управлять способом, которым операции переключаются обратно в основной поток или контекст для продолжения выполнения после асинхронной операции. Это важно для приложений с графическим пользовательским интерфейсом, таких как Windows Forms и WPF, где доступ к элементам пользовательского интерфейса разрешён только из основного потока.

🚩Как он работает

Абстрагирует модель синхронизации для различных сред выполнения. Например, в приложениях Windows Forms и WPF управление элементами UI должно происходить в главном потоке. SynchronizationContext предоставляет методы для отправки (Send) и постановки (Post) задач, которые должны выполняться в правильном контексте.
🟠Send
синхронно отправляет делегат на выполнение в контекст синхронизации.
🟠Post
асинхронно отправляет делегат на выполнение в контекст синхронизации.

🚩Применение SynchronizationContext

Используется для того, чтобы после асинхронной операции вернуться в правильный поток и безопасно обновить UI или выполнить код, который требует выполнения в определённом потоке.

public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
        LoadDataAsync();
    }

    private async void LoadDataAsync()
    {
        string data = await GetDataAsync();
        // Асинхронно получаем данные и обновляем UI
        Dispatcher.Invoke(() => DisplayData(data));
    }

    private Task<string> GetDataAsync()
    {
        return Task.Run(() =>
        {
            // Имитация долгой операции
            Thread.Sleep(5000);
            return "Data loaded";
        });
    }

    private void DisplayData(string data)
    {
        MyTextBox.Text = data;
    }
}

🚩Зачем он нужен

🟠Безопасность потоков
Позволяет безопасно обращаться к элементам UI из асинхронных или вторичных потоков.
🟠Правильное управление потоками
Обеспечивает выполнение кода в контексте, для которого он предназначен, что особенно важно в многопоточных и сетевых приложениях.

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое паттерн Event Sourcing?

Это подход, при котором состояние системы сохраняется как последовательность событий. Вместо хранения текущего состояния, каждое событие, изменяющее состояние, записывается, что позволяет восстанавливать любое прошлое состояние.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 В чём разница статических и нестатических классов?

В C# классы могут быть статическими (static) и нестатическими (обычными). Разница в том, как они используются и хранят данные.

🚩Статические классы (`static`)

Не могут создавать объекты (экземпляры)
Содержат только статические (static) методы и поля
Не могут наследоваться и не могут быть унаследованы
Используются для утилитарных методов, глобальных констант и вспомогательных функций

public static class MathHelper
{
    public static int Square(int x) => x * x;
}

Использование

int result = MathHelper.Square(5); // 25

🚩Нестатические (обычные) классы
Можно создавать экземпляры (new)
Могут содержать как статические, так и нестатические члены
Можно наследовать от других классов
Используются для работы с данными

public class Car
{
    public string Model { get; set; }

    public void Drive()
    {
        Console.WriteLine($"{Model} едет!");
    }
}

Использование

Car myCar = new Car { Model = "Tesla" };
myCar.Drive(); // Tesla едет!

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое I/O bound и CPU bound?

- I/O-bound — задачи, основное время которых уходит на ожидание внешних операций: чтение файлов, запросы в сеть или базу данных.
Решение: использовать асинхронность, чтобы не блокировать поток.
- CPU-bound — задачи, требующие активных вычислений, загрузки процессора (например, шифрование, расчёты).
Решение: запускать на отдельных потоках или использовать параллелизм.
Знание разницы помогает выбрать стратегию оптимизации.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 Какие есть методы запросов жизненного цикла в asp.net Core?

В ASP.NET Core жизненный цикл запроса проходит несколько этапов — от получения HTTP-запроса до отправки ответа. В этом процессе участвуют Middleware, контроллеры, фильтры и обработчики событий.

🚩Основные этапы жизненного цикла запроса

Получение запроса (HttpContext создаётся)
Обработка через Middleware (передача запроса вниз)
Маршрутизация (Routing) — определение контроллера
Фильтры (например, аутентификация)
Вызов контроллера и метода (Action)
Обратный проход через Middleware (формирование ответа)
Отправка ответа клиенту

🚩Методы Middleware (Промежуточное ПО)

Middleware — это основной механизм обработки запросов.
Где регистрируются? → В Program.cs (в app.Use...)
Методы Middleware

app.Use(async (context, next) =>
{
    Console.WriteLine("Перед обработкой запроса");
    await next(); // Передаём запрос дальше
    Console.WriteLine("После обработки запроса");
});

🚩Методы в контроллерах (`Controller`)

Контроллер обрабатывает запросы после маршрутизации.
Основные методы

public class HomeController : Controller
{
    // Метод вызывается при GET-запросе
    public IActionResult Index()
    {
        return View();
    }

    // Метод вызывается при POST-запросе
    [HttpPost]
    public IActionResult SubmitForm(FormModel model)
    {
        return RedirectToAction("Index");
    }
}

🚩Фильтры (`Filters`)
Фильтры выполняются до и после вызова контроллера.
Методы фильтров

public class MyActionFilter : IActionFilter
{
    public void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
    {
        Console.WriteLine("Перед вызовом метода контроллера");
    }

    public void OnActionExecuted(ActionExecutedContext context)
    {
        Console.WriteLine("После вызова метода контроллера");
    }
}

🚩Методы жизненного цикла в `Program.cs`

В ASP.NET Core 6+ вся конфигурация находится в Program.cs.
Методы инициализации

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Services.AddControllersWithViews(); // Подключаем MVC

var app = builder.Build();

app.UseRouting(); // Включаем маршрутизацию
app.UseAuthorization(); // Проверка прав
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
    endpoints.MapControllers(); // Подключаем контроллеры
});

app.Run();

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Как оптимизировать ситуацию, когда к таблице много join?

1. Проверить необходимость всех join — убрать ненужные связи.
2. Использовать индексы — создать индексы на ключевых колонках.
3. Разделить запрос — разбить сложный запрос на несколько более простых.
4. Использовать denormalization — объединить часто используемые данные в одну таблицу.
5. Кэшировать данные — уменьшить нагрузку на базу данных.

Ставь 👍 если знал ответ, 🔥 если нет
Забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое метод Finalize?

Метод Finalize() представляет собой специальный метод, который предназначен для выполнения финальной очистки ресурсов перед тем, как объект будет уничтожен сборщиком мусора. Это метод, который может быть определен в классе для очистки неуправляемых ресурсов, если класс не реализует интерфейс IDisposable.

🚩Особенности метода

🟠Автоматический вызов
Сборщик мусора автоматически вызывает Finalize() на объекте, который не имеет других активных ссылок и который определяет финализатор. Это происходит непосредственно перед тем, как сборщик мусора освобождает память, занимаемую объектом.

🟠Определение в базовом классе `Object`
Все объекты наследуют от базового класса Object, который предоставляет реализацию Finalize(). Однако в большинстве случаев Finalize() не имеет реализации и не делает ничего, пока не будет переопределен в производном классе.

🟠Замедление сборки мусора
Наличие объектов с финализаторами может замедлить процесс сборки мусора, так как объекты, требующие финализации, должны быть обработаны дважды: сначала они помещаются в очередь финализации, а затем их память освобождается после выполнения Finalize().

class ResourceWrapper
{
    // Конструктор
    public ResourceWrapper() {
        // Инициализация ресурсов
    }

    // Финализатор
    ~ResourceWrapper() {
        // Код очистки ресурсов
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний