为什么 Thread.CurrentPrincipal 需要“等待 Task.Yield()”才能正确流动？

Question

以下代码已添加到新创建的 Visual Studio 2012 .NET 4.5 WebAPI 项目中。

我正在尝试以异步方法同时分配 HttpContext.Current.User 和 Thread.CurrentPrincipal。 Thread.CurrentPrincipal 的分配不正确，除非执行 await Task.Yield();（或其他任何异步操作）（将 true 传递给 AuthenticateAsync() 将导致成功）。

这是为什么呢？

using System.Security.Principal;
using System.Threading.Tasks;
using System.Web.Http;

namespace ExampleWebApi.Controllers
{
    public class ValuesController : ApiController
    {
        public async Task GetAsync()
        {
            await AuthenticateAsync(false);

            if (!(User is MyPrincipal))
            {
                throw new System.Exception("User is incorrect type.");
            }
        }

        private static async Task AuthenticateAsync(bool yield)
        {
            if (yield)
            {
                // Why is this required?
                await Task.Yield();
            }

            var principal = new MyPrincipal();
            System.Web.HttpContext.Current.User = principal;
            System.Threading.Thread.CurrentPrincipal = principal;
        }

        class MyPrincipal : GenericPrincipal
        {
            public MyPrincipal()
                : base(new GenericIdentity("<name>"), new string[] {})
            {
            }
        }
    }
}

注意事项：

• await Task.Yield(); 可以出现在AuthenticateAsync() 中的任何位置，也可以在调用AuthenticateAsync() 后移动到GetAsync() 中，它仍然会成功。
• ApiController.User 返回Thread.CurrentPrincipal。
• HttpContext.Current.User 始终正确流动，即使没有 await Task.Yield()。
• Web.config 包括<httpRuntime targetFramework="4.5"/> 其中implies UseTaskFriendlySynchronizationContext。
• 几天前我问过a similar question，但没有意识到这个例子之所以成功，是因为Task.Delay(1000) 存在。

Answer 1

多么有趣！ Thread.CurrentPrincipal 似乎是基于 logical 调用上下文，而不是每个线程调用上下文。 IMO 这很不直观，我很想知道为什么要以这种方式实施。

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在 .NET 4.5. 中，async 方法与逻辑调用上下文交互，因此它可以更正确地与async 方法一起使用。我有一个blog post on the topic； AFAIK 这是唯一记录它的地方。在 .NET 4.5 中，在每个 async 方法的开头，它会为其逻辑调用上下文激活“写时复制”行为。当（如果）逻辑调用上下文被修改时，它将首先创建自己的本地副本。

您可以通过在监视窗口中观察System.Threading.Thread.CurrentThread.ExecutionContextBelongsToCurrentScope 来查看逻辑调用上下文的“本地性”（即是否已被复制）。

如果您没有Yield，那么当您设置Thread.CurrentPrincipal 时，您将创建逻辑调用上下文的副本，该副本被视为该async 方法的“本地”。当async 方法返回时，该本地上下文将被丢弃并取而代之的是原始上下文（您可以看到ExecutionContextBelongsToCurrentScope 返回到false）。

另一方面，如果您执行Yield，则SynchronizationContext 行为会接管。实际发生的是HttpContext 被捕获并用于恢复这两种方法。在这种情况下，您没有看到 Thread.CurrentPrincipal 从 AuthenticateAsync 保留到 GetAsync；在方法恢复之前实际发生的是HttpContext is preserved, and then HttpContext.User is overwriting Thread.CurrentPrincipal。

如果将Yield 移动到GetAsync，您会看到类似的行为：Thread.CurrentPrincipal 被视为范围为AuthenticateAsync 的本地修改；当该方法返回时，它会恢复其值。但是，HttpContext.User 仍然设置正确，并且该值将被Yield 捕获，当方法恢复时，它将覆盖Thread.CurrentPrincipal。