Observable.Repeat 是不可阻挡的，是错误还是功能？ [复制]

Question

当源 observable 的通知是同步的时，我注意到 Repeat 运算符的行为有些奇怪。生成的 observable 不能被后续的 TakeWhile 操作符停止，并且显然会一直运行下去。为了演示，我创建了一个源 observable，它产生一个值，它在每次订阅时递增。第一个订阅者得到值 1，第二个得到值 2，依此类推：

int incrementalValue = 0;
var incremental = Observable.Create<int>(async o =>
{
    await Task.CompletedTask;
    //await Task.Yield();

    Thread.Sleep(100);
    var value = Interlocked.Increment(ref incrementalValue);
    o.OnNext(value);
    o.OnCompleted();
});

然后我将运算符 Repeat、TakeWhile 和 LastAsync 附加到这个 observable 上，这样程序就会等到组合后的 observable 产生它的最后一个值：

incremental.Repeat()
    .Do(new CustomObserver("Checkpoint A"))
    .TakeWhile(item => item <= 5)
    .Do(new CustomObserver("Checkpoint B"))
    .LastAsync()
    .Do(new CustomObserver("Checkpoint C"))
    .Wait();
Console.WriteLine($"Done");

class CustomObserver : IObserver<int>
{
    private readonly string _name;
    public CustomObserver(string name) => _name = name;
    public void OnNext(int value) => Console.WriteLine($"{_name}: {value}");
    public void OnError(Exception ex) => Console.WriteLine($"{_name}: {ex.Message}");
    public void OnCompleted() => Console.WriteLine($"{_name}: Completed");
}

这是这个程序的输出：

Checkpoint A: 1
Checkpoint B: 1
Checkpoint A: 2
Checkpoint B: 2
Checkpoint A: 3
Checkpoint B: 3
Checkpoint A: 4
Checkpoint B: 4
Checkpoint A: 5
Checkpoint B: 5
Checkpoint A: 6
Checkpoint B: Completed
Checkpoint C: 5
Checkpoint C: Completed
Checkpoint A: 7
Checkpoint A: 8
Checkpoint A: 9
Checkpoint A: 10
Checkpoint A: 11
Checkpoint A: 12
Checkpoint A: 13
Checkpoint A: 14
Checkpoint A: 15
Checkpoint A: 16
Checkpoint A: 17
...

它永远不会结束！尽管LastAsync 已经产生了它的价值并完成了，但Repeat 运算符仍在旋转！

只有当源 observable 同步通知其订阅者时才会发生这种情况。例如，取消注释 //await Task.Yield(); 行后，程序的行为与预期一样：

Checkpoint A: 1
Checkpoint B: 1
Checkpoint A: 2
Checkpoint B: 2
Checkpoint A: 3
Checkpoint B: 3
Checkpoint A: 4
Checkpoint B: 4
Checkpoint A: 5
Checkpoint B: 5
Checkpoint A: 6
Checkpoint B: Completed
Checkpoint C: 5
Checkpoint C: Completed
Done

Repeat 运算符停止旋转，尽管它没有报告完成（我猜它已被取消订阅）。

有什么方法可以让Repeat 操作符的行为保持一致，而不管它接收到的通知类型（同步还是异步）？

.NET Core 3.0、C# 8、System.Reactive 4.3.2、控制台应用程序

Answer 1

您可能期望Repeat 的实现具有OnCompleted 通知功能，但它会将it's implemented 转换为Concat - 无限流。

    public static IObservable<TSource> Repeat<TSource>(this IObservable<TSource> source) =>
        RepeatInfinite(source).Concat();

    private static IEnumerable<T> RepeatInfinite<T>(T value)
    {
        while (true)
        {
            yield return value;
        }
    }

随着责任转移到Concat - 我们可以创建一个简化版本（血淋淋的实现细节在TailRecursiveSink.cs）。除非await Task.Yield() 提供不同的执行上下文，否则它仍然会继续旋转。

public static IObservable<T> ConcatEx<T>(this IEnumerable<IObservable<T>> enumerable) =>
    Observable.Create<T>(observer =>
    {
        var check = new BooleanDisposable();

        IDisposable loopRec(IScheduler inner, IEnumerator<IObservable<T>> enumerator)
        {
            if (check.IsDisposed)
                return Disposable.Empty;

            if (enumerator.MoveNext()) //this never returns false
                return enumerator.Current.Subscribe(
                    observer.OnNext,
                    () => inner.Schedule(enumerator, loopRec) //<-- starts next immediately
                );
            else
                return inner.Schedule(observer.OnCompleted); //this never runs
        }

        Scheduler.Immediate.Schedule(enumerable.GetEnumerator(), loopRec); //this runs forever
        return check;
    });

作为一个无限流，enumerator.MoveNext() 总是返回 true，所以另一个分支永远不会运行 - 这是预期的；这不是我们的问题。

当o.OnCompleted()被调用时，它会立即安排下一个迭代循环 Schedule(enumerator, loopRec) 同步调用下一个 o.OnCompleted()，并且它会无限地继续下去——它没有一点可以逃脱这种递归。

如果您使用await Task.Yield() 进行上下文切换，则Schedule(enumerator, loopRec) 立即退出，并且o.OnCompleted() 被非同步调用。

Repeat 和 Concat 在不改变上下文的情况下使用当前线程工作 - 这不是错误的行为，但是当同样的上下文也用于推送通知时，它可能会导致死锁或陷入 永久蹦床。

带注释的调用堆栈

[External Code] 
Main.AnonymousMethod__0(o) //o.OnCompleted();
[External Code] 
ConcatEx.__loopRec|1(inner, enumerator) //return enumerator.Current.Subscribe(...)
[External Code] 
ConcatEx.AnonymousMethod__2() //inner.Schedule(enumerator, loopRec)
[External Code] 
Main.AnonymousMethod__0(o) //o.OnCompleted();
[External Code] 
ConcatEx.__loopRec|1(inner, enumerator) //return enumerator.Current.Subscribe(...)
[External Code] 
ConcatEx.AnonymousMethod__0(observer) //Scheduler.Immediate.Schedule(...)
[External Code] 
Main(args) //incremental.RepeatEx()...