Как работает отложенное выполнение в LINQ

Что проверяют

Понимаете ли вы, что LINQ-запрос это описание, а не результат, и когда он на самом деле выполняется. Следом обычно спрашивают про многократное перечисление и про разницу между IEnumerable и IQueryable в EF Core.

Как отвечать

Вызов numbers.Where(n => n > 2) ничего не фильтрует: он возвращает объект-итератор, который помнит источник и предикат. Работа начинается при перечислении: foreach, ToList(), ToArray(), ToDictionary(), First(), Count(), Any(), Sum(). Операторы делятся на группы:

• отложенные потоковые: Where, Select, Take, Skip отдают элементы по одному, по мере запроса;
• отложенные буферизующие: OrderBy, GroupBy, Reverse тоже ждут перечисления, но на первом MoveNext() читают весь источник;
• немедленные: всё, что возвращает не последовательность, а значение или готовую коллекцию.

Следствия, которые нужно назвать:

• каждое перечисление выполняет запрос заново: два foreach по одному запросу дают двойную работу, а в EF Core два обращения к базе. IDE предупреждает об этом как о возможном многократном перечислении;
• результат зависит от состояния на момент перечисления: элемент, добавленный в список после объявления запроса, попадёт в выборку, изменённая захваченная переменная тоже учтётся;
• исключения переезжают: ошибка в лямбде случится при перечислении, далеко от места, где запрос написан. Проверки аргументов на null в стандартных операторах при этом срабатывают сразу.

У IQueryable в EF Core запрос копит дерево выражений и переводится в SQL тоже при перечислении. Если вернуть IQueryable из метода и перечислить после Dispose контекста, получится ObjectDisposedException. А AsEnumerable() посреди цепочки переносит остаток фильтрации в память.

Где спотыкаются

Перечисляют запрос несколько раз и не понимают, откуда лишние обращения к базе. Лечится одним ToList() в нужном месте.

Меняют исходный список внутри foreach по запросу к нему и получают InvalidOperationException: коллекция изменена во время перечисления.

Вызывают ToList() на IQueryable раньше Where и тянут из базы всю таблицу, чтобы отфильтровать её в памяти.