Вопросы для собеседования на позицию Backend-разработчика (C#/.NET): Полное руководство

Введение

C# и .NET значительно эволюционировали, став мощной кроссплатформенной экосистемой для создания высокопроизводительных бэкенд-систем. С появлением .NET Core (а теперь просто .NET 5+) он является одним из лучших вариантов для облачных приложений, микросервисов и корпоративных решений.

Это руководство охватывает основные вопросы для собеседований с разработчиками серверной части, специализирующимися на C# и .NET. Мы рассмотрим основы языка, архитектуру ASP.NET Core, взаимодействие с базами данных с помощью Entity Framework и лучшие практики, которые помогут вам подготовиться к следующему собеседованию.

Основы языка C#

1. В чем разница между struct и class в C#?

Ответ:

• Class (Класс): Ссылочный тип (размещается в куче). Когда вы передаете объект класса в метод, вы передаете ссылку на ячейку памяти. Изменения внутри метода влияют на исходный объект. Поддерживает наследование.
• Struct (Структура): Тип значения (размещается в стеке). Когда вы передаете структуру, передается копия данных. Изменения внутри метода не влияют на исходную структуру. Не поддерживает наследование (но может реализовывать интерфейсы).
• Использование: Используйте struct для небольших, неизменяемых структур данных, представляющих одно значение (например, Point, Color). Используйте class для большинства других объектов.

Распространенность: Часто Сложность: Легко

2. Объясните async и await. Как это помогает с масштабируемостью?

Ответ: async и await - это ключевые слова, используемые для асинхронного программирования.

• Механизм: Когда встречается ключевое слово await, выполнение метода приостанавливается, и поток возвращается в пул потоков для обработки других запросов. Когда ожидаемая задача завершается, выполнение возобновляется (возможно, в другом потоке).
• Масштабируемость: В веб-сервере (например, Kestrel) потоки являются ограниченным ресурсом. Если поток блокируется в ожидании ввода-вывода (база данных, сеть), он не может обрабатывать другие запросы. Async позволяет серверу обрабатывать гораздо больше параллельных запросов с меньшим количеством потоков, не блокируя их во время операций ввода-вывода.

Распространенность: Очень часто Сложность: Средне

3. Что такое Dependency Injection (DI) и как она реализована в .NET?

Ответ: Dependency Injection (Внедрение зависимостей) - это шаблон проектирования, в котором зависимости класса предоставляются извне, а не создаются внутри него.

• В .NET: ASP.NET Core имеет встроенный DI-контейнер. Вы регистрируете сервисы в Program.cs (или Startup.cs в более старых версиях) и внедряете их через внедрение конструктора.
• Времена жизни (Lifetimes):
  • Transient: Создаются каждый раз, когда запрашиваются.
  • Scoped: Создаются один раз для каждого запроса клиента (HTTP-запрос).
  • Singleton: Создаются при первом запросе и используются всеми последующими запросами.

Распространенность: Очень часто Сложность: Средне

4. В чем разница между IEnumerable<T> и IQueryable<T>?

Ответ:

• IEnumerable<T>: Выполняет запрос в памяти. При использовании с базой данных (EF Core) он извлекает все данные с сервера в память клиента и затем фильтрует их. Хорошо подходит для LINQ to Objects.
• IQueryable<T>: Выполняет запрос удаленно (например, на SQL-сервере). Он строит дерево выражений, которое преобразуется в SQL-запрос. Фильтрация происходит на стороне базы данных, что гораздо эффективнее для больших наборов данных.

Распространенность: Часто Сложность: Средне

5. Что такое Extension Methods (Методы расширения)?

Ответ: Методы расширения позволяют "добавлять" методы к существующим типам без создания нового производного типа, перекомпиляции или иного изменения исходного типа.

• Синтаксис: Определяются как статические методы в статическом классе. Первый параметр указывает, с каким типом работает метод, и ему предшествует ключевое слово this.
• Пример: Добавление метода WordCount() к классу string.

Распространенность: Часто Сложность: Легко

ASP.NET Core и архитектура

6. Что такое Middleware (Промежуточное ПО) в ASP.NET Core?

Ответ: Middleware - это программные компоненты, которые собираются в конвейер приложения для обработки запросов и ответов.

• Конвейер: Каждый компонент выбирает, передавать ли запрос следующему компоненту в конвейере, и может выполнять работу до и после вызова следующего компонента.
• Примеры: Аутентификация, Авторизация, Ведение журнала, Обработка исключений, Обслуживание статических файлов.
• Порядок важен: Порядок, в котором промежуточное ПО добавляется в Program.cs, определяет порядок выполнения.

Распространенность: Очень часто Сложность: Средне

7. Объясните разницу между .NET Core и .NET Framework.

Ответ:

• .NET Framework: Оригинальная реализация, только для Windows. Зрелая, но привязана к Windows.
• .NET Core (теперь просто .NET): Кроссплатформенная, с открытым исходным кодом и модульная реализация. Она работает в Windows, Linux и macOS. Она оптимизирована для высокой производительности и развертывания в облаке.
• Ключевые различия: Кроссплатформенная поддержка, удобна для архитектуры микросервисов, более высокая производительность, параллельное управление версиями.

Распространенность: Часто Сложность: Легко

8. Что такое Kestrel?

Ответ: Kestrel - это кроссплатформенный веб-сервер с открытым исходным кодом, управляемый событиями, который включен по умолчанию в шаблоны ASP.NET Core.

• Роль: Он прослушивает HTTP-запросы и передает их приложению.
• Использование: Он может работать автономно (пограничный сервер) или за обратным прокси-сервером, таким как IIS, Nginx или Apache. Использование обратного прокси-сервера рекомендуется для производственной среды для обработки безопасности, балансировки нагрузки и завершения SSL.

Распространенность: Средне Сложность: Средне

9. Как вы обрабатываете глобальную обработку исключений в ASP.NET Core?

Ответ: Вместо блоков try-catch в каждом контроллере следует использовать промежуточное ПО для глобальной обработки исключений.

• UseExceptionHandler: Встроенное промежуточное ПО, которое перехватывает исключения, регистрирует их и повторно выполняет запрос в альтернативном конвейере (обычно указывающем на страницу ошибок или ответ API).
• Пользовательское промежуточное ПО: Вы можете написать пользовательское промежуточное ПО для перехвата исключений и возврата стандартизированного JSON-ответа об ошибке (например, ProblemDetails).

Распространенность: Часто Сложность: Средне

База данных и Entity Framework

10. Что такое Entity Framework Core (EF Core)? Code-First vs. Database-First?

Ответ: EF Core - это Object-Relational Mapper (ORM) для .NET. Он позволяет разработчикам работать с базой данных, используя объекты .NET.

• Code-First (Сначала код): Вы сначала определяете свои доменные классы (сущности), а EF Core создает/обновляет схему базы данных на основе их с использованием миграций. Предпочтительнее для новых проектов.
• Database-First (Сначала база данных): У вас есть существующая база данных, и EF Core генерирует классы .NET (scaffolding) на основе схемы.

Распространенность: Часто Сложность: Легко

11. Что такое проблема N+1 в EF Core и как ее исправить?

Ответ: Проблема N+1 возникает, когда вы извлекаете список сущностей (1 запрос), а затем обращаетесь к связанной сущности для каждого элемента в цикле, вызывая N дополнительных запросов.

• Исправление: Используйте Eager Loading (Жадная загрузка) с методом .Include(). Это генерирует SQL JOIN для извлечения связанных данных в одном запросе.
• Пример: context.Orders.Include(o => o.Customer).ToList();

Распространенность: Очень часто Сложность: Средне

12. Объясните шаблон Repository (Репозиторий). Зачем использовать его с EF Core?

Ответ: Шаблон Repository выступает посредником между уровнями домена и сопоставления данных, используя интерфейс, подобный коллекции, для доступа к доменным объектам.

• Плюсы: Отделяет приложение от конкретной технологии доступа к данным (EF Core), упрощает модульное тестирование (можно имитировать репозиторий) и централизует логику доступа к данным.
• Минусы/Дискуссия: DbContext EF Core уже является реализацией шаблона Repository/Unit of Work. Добавление еще одного уровня иногда может быть избыточным ("абстракция над абстракцией").

Распространенность: Часто Сложность: Сложно

REST API и веб-сервисы

13. Что такое HTTP Verbs (Методы HTTP) и их типичное использование?

Ответ:

• GET: Получить ресурс. Безопасный и идемпотентный.
• POST: Создать новый ресурс. Не идемпотентный.
• PUT: Обновить/Заменить существующий ресурс. Идемпотентный.
• PATCH: Частично обновить ресурс. Не обязательно идемпотентный (но обычно да).
• DELETE: Удалить ресурс. Идемпотентный.

Распространенность: Часто Сложность: Легко

14. В чем разница между 401 Unauthorized и 403 Forbidden?

Ответ:

• 401 Unauthorized: Пользователь не аутентифицирован. Клиент должен войти в систему и повторить попытку. "Я не знаю, кто ты."
• 403 Forbidden: Пользователь аутентифицирован, но не имеет разрешения на доступ к ресурсу. "Я знаю, кто ты, но ты не можешь этого сделать."

Распространенность: Часто Сложность: Легко

Тестирование и лучшие практики

15. В чем разница между Unit Tests (Модульные тесты) и Integration Tests (Интеграционные тесты)?

Ответ:

• Unit Tests: Тестируют небольшую единицу кода (обычно метод) изолированно. Зависимости имитируются (с использованием таких инструментов, как Moq). Быстрые и надежные.
• Integration Tests: Тестируют, как разные части приложения работают вместе (например, конечная точка API + база данных). Медленнее, но проверяют фактическое поведение системы.

Распространенность: Часто Сложность: Легко

16. Как вы имитируете (Mock) зависимости в модульных тестах?

Ответ: Фреймворки имитации, такие как Moq или NSubstitute, используются для создания поддельных реализаций интерфейсов.

• Цель: Изолировать тестируемый класс. Например, при тестировании UserService вы имитируете IUserRepository, чтобы не обращаться к реальной базе данных.
• Пример (Moq):

var mockRepo = new Mock<IUserRepository>();
mockRepo.Setup(repo => repo.GetById(1)).Returns(new User { Id = 1, Name = "Test" });
var service = new UserService(mockRepo.Object);

Распространенность: Часто Сложность: Средне

17. Что такое SOLID принципы? Приведите пример одного из них.

Ответ: SOLID - это акроним для 5 принципов проектирования, которые делают программное обеспечение более понятным, гибким и поддерживаемым.

• Single Responsibility Principle (SRP) - Принцип единственной ответственности
• Open/Closed Principle (OCP) - Принцип открытости/закрытости
• Liskov Substitution Principle (LSP) - Принцип подстановки Лисков
• Interface Segregation Principle (ISP) - Принцип разделения интерфейсов
• Dependency Inversion Principle (DIP) - Принцип инверсии зависимостей
• Пример (DIP): Модули высокого уровня не должны зависеть от модулей низкого уровня. Оба должны зависеть от абстракций. Это основа для Dependency Injection (Внедрения зависимостей).

Распространенность: Часто Сложность: Сложно

18. Что такое Boxing и Unboxing? Почему этого следует избегать?

Ответ:

• Boxing (Упаковка): Преобразование типа значения (например, int) в ссылочный тип (object). Он выделяет память в куче.
• Unboxing (Распаковка): Преобразование ссылочного типа обратно в тип значения.
• Производительность: Обе операции являются дорогостоящими (выделение памяти, проверка типа). Generics (List<T>) помогают избежать упаковки/распаковки по сравнению со старыми коллекциями (ArrayList).

Распространенность: Часто Сложность: Средне

19. Что такое оператор using в C#?

Ответ: Оператор using предоставляет удобный синтаксис, обеспечивающий правильное использование объектов IDisposable.

• Механизм: Он автоматически вызывает метод Dispose() для объекта при выходе из блока (даже если возникает исключение).
• Современный синтаксис: using var file = File.OpenRead("path"); (фигурные скобки не нужны, удаляется в конце области видимости).

Распространенность: Часто Сложность: Легко

20. Объясните концепцию Middleware в контексте шаблона "Chain of Responsibility" (Цепочка обязанностей).

Ответ: ASP.NET Core Middleware является классической реализацией шаблона Chain of Responsibility.

• Шаблон: Запрос передается по цепочке обработчиков. Каждый обработчик решает, либо обработать запрос, либо передать его следующему обработчику в цепочке.
• Применение: В .NET RequestDelegate представляет следующий обработчик. Компоненты Middleware объединяются в цепочку для формирования конвейера запросов.

Распространенность: Нечасто Сложность: Сложно