Почему уникальный контекст синхронизации для каждого обратного вызова Dispatcher.BeginInvoke?

Я только что заметил, что с .NET 4.5 каждый обратный вызов Dispatcher.BeginInvoke/InvokeAsync выполняется сам по себе очень уникальный контекст синхронизации (экземпляр DispatcherSynchronizationContext). Какая причина этого изменения?

Следующее тривиальное приложение WPF иллюстрирует это:

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using System.Windows;
using System.Windows.Threading;

namespace WpfApplication
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();

            Action test = null;
            var i = 0;

            test = () =>
            {
                var sc = SynchronizationContext.Current;

                Dispatcher.CurrentDispatcher.InvokeAsync(() => 
                {
                    Debug.Print("same context #" + i + ": " +
                        (sc == SynchronizationContext.Current));
                    if ( i < 10 ) 
                    {
                        i++;
                        test();
                    }
                });
            };

            this.Loaded += (s, e) => test();
        }
    }
}

Вывод:

same context #0: False
same context #1: False
same context #2: False
...

Настройка BaseCompatibilityPreferences.ReuseDispatcherSynchronizationContextInstance - true восстанавливает поведение .NET 4.0:

public partial class App : Application
{
    static App()
    {
        BaseCompatibilityPreferences.ReuseDispatcherSynchronizationContextInstance = true;
    }
}

same context #0: True
same context #1: True
same context #2: True
...

Изучение источники .NET для DispatcherOperation показывает это:

[SecurityCritical]
private void InvokeImpl() 
{
    SynchronizationContext oldSynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;

    try 
    {
        // We are executing under the "foreign" execution context, but the 
        // SynchronizationContext must be for the correct dispatcher. 
        SynchronizationContext.SetSynchronizationContext(new DispatcherSynchronizationContext(_dispatcher));

        // Invoke the delegate that does the work for this operation.
        _result = _dispatcher.WrappedInvoke(_method, _args, _isSingleParameter);
    }
    finally 
    {
        SynchronizationContext.SetSynchronizationContext(oldSynchronizationContext); 
    } 
}

Я не понимаю, почему это может потребоваться, обратные вызовы, поставленные в очередь с помощью Dispatcher.BeginInvoke/InvokeAsync, в любом случае исполняются в правильном потоке, который уже имеет экземпляр DispatcherSynchronizationContext, установленный на нем.

Один интересный побочный эффект этого изменения заключается в том, что продолжение await TaskCompletionSource.Task (вызванное TaskCompletionSource.SetResult) почти всегда асинхронно в .NET 4.5 WPF, в отличие от WinForms или v4.0 WPF (несколько подробнее).

Ответ 1

Это объясняется очень длинным комментарием в исходном коде. Цитирование из 4.5.1 Исходного источника в wpf\src\Base\System\Windows\BaseCompatibilityPreferences.cs:

    ///     WPF 4.0 had a performance optimization where it would
    ///     frequently reuse the same instance of the
    ///     DispatcherSynchronizationContext when preparing the
    ///     ExecutionContext for invoking a DispatcherOperation.  This
    ///     had observable impacts on behavior.
    ///
    ///     1) Some task-parallel implementations check the reference
    ///         equality of the SynchronizationContext to determine if the
    ///         completion can be inlined - a significant performance win.
    ///
    ///     2) But, the ExecutionContext would flow the
    ///         SynchronizationContext which could result in the same
    ///         instance of the DispatcherSynchronizationContext being the
    ///         current SynchronizationContext on two different threads.
    ///         The continuations would then be inlined, resulting in code
    ///         running on the wrong thread.
    ///
    ///     In 4.5 we changed this behavior to use a new instance of the
    ///     DispatcherSynchronizationContext for every operation, and
    ///     whenever SynchronizationContext.CreateCopy is called - such
    ///     as when the ExecutionContext is being flowed to another thread.
    ///     This has its own observable impacts:
    ///
    ///     1) Some task-parallel implementations check the reference
    ///         equality of the SynchronizationContext to determine if the
    ///         completion can be inlined - since the instances are
    ///         different, this causes them to resort to the slower
    ///         path for potentially cross-thread completions.
    ///
    ///     2) Some task-parallel implementations implement potentially
    ///         cross-thread completions by callling
    ///         SynchronizationContext.Post and Wait() and an event to be
    ///         signaled.  If this was not a true cross-thread completion,
    ///         but rather just two seperate instances of
    ///         DispatcherSynchronizationContext for the same thread, this
    ///         would result in a deadlock.

Или, говоря иначе, они исправили ошибку в вашем коде:)

Ответ 2

Я считаю, что основная причина заключается в том, что 4.5 DispatcherSynchronizationContext также фиксирует операцию DispatcherPriority, поэтому ее нельзя использовать повторно (это поведение также можно настроить с помощью BaseCompatibilityPreferences.FlowDispatcherSynchronizationContextPriority).

Относительно await - in SynchronizationContextAwaitTaskContinuation существует референциальное равенство для контекста синхронизации, захваченного методом async, к текущему (возвращается SynchronizationContext.CurrentNoFlow), который, конечно, терпит неудачу, если контекст не используется повторно. Таким образом, операция будет поставлена в очередь на диспетчере вместо выполнения встроенного.

Это также влияет на SynchronizationContextTaskScheduler, который также выполняет проверку референциального равенства.

~~Оба из них, возможно, были надзором из-за того, что WPF и TPL разрабатываются разными командами.~~ Похоже, что это было сделано специально. Тем не менее, это немного озадачило, что они активно выбирали сделать асинхронные продолжения более медленными в некоторых случаях. Не могли ли они изменить поведение, чтобы позволить сравнивать контекст синхронизации для равенства (например, переопределяя Equals и проверяя его принадлежность к тому же Диспетчеру)? Возможно, стоит открыть проблему с Connect.