C# LINQ の遅延実行と即時実行の罠（同じクエリを2回回して DB に2回問い合わせる事故）

みなさんこんにちは！ヒロポンです！

Where で絞ったクエリを変数に入れて、あとで2回使ったら、DB のログに同じ SELECT が2回並んでた。業務系で LINQ を書いてると、こういうの踏みませんか？？

犯人は LINQ の遅延実行です。

私も2年目のころ、パフォーマンス調査でスロークエリログを眺めてて「なんで同じ SELECT がこんな並んでるんや……」と血の気が引いたことがあります。原因はまさにこれでした。この記事は、その遅延実行を知らずに踏む罠を、実務でよく見る5つに絞ってまとめたやつです。コピペで動くコードつき。正体さえ掴めば、全部避けられます。

はじめに: なぜこの5つを選んだか

遅延実行って、知ってれば何でもないんですよね。ただ、知らないと「動いてるのに遅い」「たまに結果が変わる」みたいな、地味に厄介なバグを生みます。しかも再現しづらい。

想定してるのは、業務系で List や DB を相手に LINQ を普通に書いてる人。特に「DB のログを見たら同じクエリが何回も飛んでた」経験がある人は、たぶんどれかで刺さります。

⏱ 対処目安サマリ

先に全体像を出しておきます。それぞれ「気づいてから直すまで」のざっくり目安つき。

では1つずつ。

1. LINQ は「書いた瞬間」には実行されていない

まず正体から。Where や Select は、その行ではまだ何も実行していません。クエリの「定義」を作ってるだけ。

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

var query = numbers.Where(n =>
{
    Console.WriteLine($"評価中: {n}");
    return n > 2;
});

Console.WriteLine("--- クエリは定義しただけ。ここまで「評価中」は出ない ---");

foreach (var n in query)   // ここで初めて実行される
    Console.WriteLine($"結果: {n}");

実行結果（定義行では「評価中」が出ず、foreach で初めて出る）:

var query = ... の行では「評価中」が1回も出ません。foreach で回した瞬間、初めて Where の中身が動く。

「定義」と「実行」が分かれてる。これが遅延実行の骨格です。こんな感じの流れになるので、図で押さえておきます。

教訓: LINQ の実行タイミングは「定義した時」ではなく「列挙した時」。

2. 同じクエリを2回列挙すると、DB に2回問い合わせが飛ぶ

これが一番痛いやつ。遅延実行のクエリは、列挙するたびに毎回実行されます。

int evalCount = 0;
var query = numbers.Where(n => { evalCount++; return n > 2; });

var count = query.Count();     // 1回目の列挙
var list  = query.ToList();    // 2回目の列挙（また全部評価）

Console.WriteLine($"評価回数: {evalCount}");  // 5件を2回列挙したので評価は10回

実行結果（5件を2回列挙したので評価が10回）:

List 相手なら「ちょっと無駄」で済みます。厄介なのは相手が DB（EF の IQueryable）の時。列挙のたびに SQL が発行されます。Count() で1回、foreach でもう1回なら、DB に2回問い合わせが飛ぶ。私がログで見たのはまさにこれでした。

教訓: DB 相手のクエリを2回以上使うなら、先に ToList() で確定させる。

3. 列挙するまでに元データが変わると、結果も変わる

遅延実行は「列挙した時点の元データ」で評価されます。クエリを定義してから列挙するまでに元コレクションを変えると、結果も変わるわけです。

var source = new List<int> { 1, 2, 3 };
var query = source.Where(n => n > 1);

source.Add(10);   // クエリ定義の「後」に追加

foreach (var n in query)   // 列挙は今なので、10 も対象になる
    Console.WriteLine(n);  // 2, 3, 10

実行結果（定義の後に Add した 10 も列挙対象になる）:

「さっき定義したクエリだから中身は固定でしょ」と思い込むと、ここでズレます。こんな感じで、遅延は「いつ列挙したか」に結果が引っぱられる。別スレッドや別メソッドで元データをいじってると、再現しづらいバグになるやつです。あなたも一度は「同じコードなのに結果が違う」で悩んだことないですか？

教訓: 定義した時点の結果が欲しいなら、その場で ToList() して固定する。

4. ループ変数をキャプチャすると、全クエリが最後の値で絞られる

for ループの中で遅延クエリを作って貯めると、クロージャがループ変数を参照ごとキャプチャします。列挙は後。その時にはループ変数が最終値になっている。

var values  = new List<int> { 0, 1, 2 };
var queries = new List<IEnumerable<int>>();

for (int i = 0; i < 3; i++)
    queries.Add(values.Where(n => n == i));   // i をキャプチャ（まだ実行しない）

// ループが終わった時点で i は 3。全クエリが「n == 3」で絞る。3 は values に無い
foreach (var q in queries)
    Console.WriteLine(q.Any() ? "該当あり" : "該当なし");   // 全部「該当なし」

i == 0, 1, 2 で絞るつもりが、全部 i == 3 になる。なんで全部同じ？？ってなるやつです。回避は、ループ内でローカル変数に退避してからキャプチャ。

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    int captured = i;   // その回の値をローカルに固定
    queries.Add(values.Where(n => n == captured));
}