加载多对多关联实体时同时插入引发的瞬态NRE问题

现有三个表A、B、AtoB，A与B通过AtoB表建立多对多关联，实体类定义如下：

public class A
{
    public int Id {get;set;}
    public List<B> Bs {get;set;}
    public List<AtoB> AtoBs {get;set;}
}
public class B
{
    public int Id {get;set;}
    public List<A> As {get;set;}
    public List<AtoB> AtoBs {get;set;}
}
public class AtoB
{
    public int AId {get;set;}
    public int BId {get;set;}
    public A Aa {get;set;}
    public B Bb {get;set;}
}

DbContext定义：

public class MyContext : DbContext
{
    public DbSet<A> As {get;set;}
    public DbSet<B> Bs {get;set;}
    public DbSet<AtoB> AtoBs {get;set;}
}

EF中对A的配置如下：

public void Configure(EntityTypeBuilder<A> builder)
{
    builder.HasMany(x => x.Bs)
        .WithMany(x => x.As)
        .UsingEntity<AtoB>(
            x => x.HasOne(x => x.B)
                .WithMany(x => x.AtoBs)
                .HasForeignKey(x => x.BId)
                .OnDelete(DeleteBehavior.Restrict),
            x => x.HasOne(x => x.A)
                .WithMany(x => x.AtoBs)
                .HasForeignKey(x => x.AId)
                .OnDelete(DeleteBehavior.Restrict)
        );
}

通过以下方式加载数据：

var as = await _dbContext.As
    .Include(x => x.Bs)
    .ThenInclude(x => x.AtoBs)
    .ToListAsync();

当实体加载完成且列表非空时，执行以下查询并访问BId属性时会抛出NRE异常：“Object reference not set to an instance of an object”：

var filteredAs = as.Select(a => new { projected = a.AtoBs.FirstOrDefault().BId }).ToList();

疑惑点：该异常似乎在向表中插入实体的同时出现，但如果AtoB行尚未插入，那么A中应该不存在Bs才对？

1. 导航属性加载范围不匹配
   你使用的查询Include(x => x.Bs).ThenInclude(x => x.AtoBs)，仅会加载每个B实体关联的AtoBs集合，并不会加载A实体自身的AtoBs导航属性。查询返回的A对象中，AtoBs可能为null或空列表。此时调用a.AtoBs.FirstOrDefault()会返回null，继续访问BId自然触发空引用异常。

2. EF内存实体状态与数据库持久化的差异
   在插入实体的场景中，EF上下文会在内存中维护实体关联：当你将B实例添加到A的Bs集合时，即便未执行SaveChanges()将AtoB记录写入数据库，EF已在内存中建立A与B的关联，此时A的Bs集合会包含对应的B实例。但A的AtoBs集合并不会自动被填充——因为Bs和AtoBs是两个独立的导航属性，EF不会因加载或关联Bs就自动初始化或填充AtoBs。这就导致即便Bs非空，AtoBs依然可能为null或空，进而引发NRE。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexander