Entity Framework Core多父类共享子实体后子实体丢失问题

问题场景 #

在EF Core的简单模型中，父类包含子实体列表。当向数据库添加两个共享同一个子实体的TestDataWithListOfChildren实例后，其中一个父类会丢失该共享子实体。

示例代码 #

创建并保存数据：

// 创建数据库
using TestDb testDb = new();

// 定义数据
var sharedChild = new TestSubData("Shared", 1);

var entry1 = new TestDataWithListOfChildren("Max1", 
    new List<TestSubData> {
        sharedChild,
        new TestSubData("unique #1",2)
    });

var entry2 = new TestDataWithListOfChildren("Max2",
    new List<TestSubData> {
        sharedChild,
        new TestSubData("unique #2",3)
    });

testDb.Add(entry1);
await testDb.SaveChangesAsync();

// 验证初始数据正常
var data1 = testDb.TestDataWithListOfChildren
                  .Include(x => x.Children).ToArray();
Assert.That(data1[0].Children.Count, Is.EqualTo(2));

testDb.Add(entry2);
await testDb.SaveChangesAsync();

读取数据并断言（出现异常）：

Assert.That(testDb.TestDataWithListOfChildren.Count(), Is.EqualTo(2)); 
Assert.That(testDb.TestSubData.Count(), Is.EqualTo(3));

// 断言失败：第一个父实体的子集合数量变为1，共享子实体丢失
Assert.That(data1[0].Children.Count, Is.EqualTo(2));

var data2 = testDb.TestDataWithListOfChildren
                  .Include(x => x.Children).ToArray();
// 同样断言失败
Assert.That(data2[0].Children.Count, Is.EqualTo(2));
Assert.That(data2[1].Children.Count, Is.EqualTo(2));

数据模型 #

record TestDataWithListOfChildren(string Name, IList<TestSubData> Children, long Id = default)
{
    public TestDataWithListOfChildren() : this(default, default) { }
};

record TestSubData(string Name, int Value, long Id = default);

class TestDb : DbContext
{
    public DbSet<TestDataWithListOfChildren> TestDataWithListOfChildren { get; set; } = default!;
    public DbSet<TestSubData> TestSubData { get; set; } = default!;

    public TestDb() : base(new DbContextOptionsBuilder().UseInMemoryDatabase("testDb", new InMemoryDatabaseRoot()).Options) 
    { }
}

原因解析 #

核心原因是EF Core默认将集合关联视为一对多关系：

• 第一次保存entry1时，sharedChild会被EF Core标记为属于entry1，EF Core会自动为TestSubData生成指向TestDataWithListOfChildren的隐式外键，记录其所属的父实体。
• 添加entry2并保存时，EF Core发现sharedChild已被上下文追踪且关联到entry1，但又被加入entry2的子集合，此时会判定为关联关系变更，自动更新sharedChild的外键指向entry2，同时从entry1的子集合中移除该实体，以此维护一对多关系的约束（一个子实体只能属于一个父实体）。

独立子属性可正常工作的原因 #

当使用独立子属性（如TestDataWithTwoChildren中的Child1、Child2）时，EF Core不会将其视为一对多关系，而是将每个属性视为独立引用。这种情况下，多个父实体可以持有同一个子实体的引用，EF Core不会修改这些关联，因此不会出现子实体丢失的问题。

解决方案：配置多对多关系 #

如果需要实现一个子实体属于多个父实体的场景，需显式配置多对多关系：

protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
{
    modelBuilder.Entity<TestDataWithListOfChildren>()
        .HasMany(t => t.Children)
        .WithMany() // 子实体无需反向导航属性
        .UsingEntity(j => j.ToTable("TestDataTestSubData")); // 指定中间连接表名
}

配置后，EF Core会创建中间连接表记录父实体与子实体的多对多关联，同一个子实体可被多个父实体引用，不会出现子实体从某个父集合中丢失的情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LewxX