为什么需要内部可变性
本文参考 rust book ch15 并添加了自己的需内理解，感兴趣的部可变性可以先看看官方文档
Rust 有两种方式做到可变性
继承可变性：比如一个 struct 声明时指定 let mut, 那么后续可以修改这个结构体的任一字段 内部可变性：使用 Cell RefCell 包装变量或字段，这样即使外部的需内变量是只读的，也可以修改看似继承可变性就够了，部可变性那么为什么还需要所谓的需内 interior mutability 内部可变性呢?让我们分析两个例子：
struct Cache { x: i32, y: i32, sum: Option<i32>, } impl Cache { fn sum(&mut self) -> i32 { match self.sum { None => { self.sum=Some(self.x + self.y); self.sum.unwrap()}, Some(sum) => sum, } } } fn main() { let i = Cache{ x:10, y:11, sum: None}; println!("sum is { }", i.sum()); }结构体 Cache 有三个字段，x,部可变性 y, sum, 其中 sum 模拟 lazy init 懒加载的模式，上面代码是需内不能运行的，道理很简单，部可变性当 let 初始化变量 i 时，需内就是部可变性不可变的。
17 | let i = Cache{ x:10,需内 y:11, sum: None}; | - help: consider changing this to be mutable: `mut i` 18 | println!("sum is { }", i.sum()); | ^ cannot borrow as mutable有两种方式修复这个问题，let 声明时指定 let mut i,部可变性 但具体大的项目时，外层的需内变量很可能是 immutable 不可变的。这时内部可变性就派上用场了。部可变性
修复
use std::cell::Cell; struct Cache { x: i32,需内 y: i32, sum: Cell<Option<i32>>, } impl Cache { fn sum(&self) -> i32 { match self.sum.get() { None => { self.sum.set(Some(self.x + self.y)); self.sum.get().unwrap()}, Some(sum) => sum, } } } fn main() { let i = Cache{ x:10, y:11, sum: Cell::new(None)}; println!("sum is { }", i.sum()); }这是修复之后的代码，sum 类型是云服务器提供商 Cell。
其实每一个都是有意义的，比如 Rc 代表共享所有权，但是因为 Rc 里的 T 要求是只读的，不能修改，所以就要用 Cell 封一层，这样就共享所有权，但还是可变的，Option 就是常见的要么有值 Some(T) 要么空值 None, 还是很好理解的。
如果不是写 rust 代码，只想阅读源码了解流程，没必要深究这些 wrapper, 重点关注包裹的真实类型就可以。
官网举的例子是 Mock Objects, 代码比较长，但是原理一样。
struct MockMessenger { sent_messages: RefCell<Vec<String>>, }最后都是把结构体字段，亿华云使用 RefCell 包装一下。
Cell
use std::cell::Cell; fn main(){ let a = Cell::new(1); let b = &a; a.set(1234); println!("b is { }", b.get()); }这段代码非常有代表性，如果变量 a 没有用 Cell 包裹，那么在 b 只读借用存在的时间，是不允许修改 a 的，由 rust 编译器在 compile 编译期保证：给定一个对像，在作用域内(NLL)只允许存在 N 个不可变借用或者一个可变借用。
Cell 通过 get/set 来获取和修改值，这个函数要求 value 必须实现 Copy trait, 如果我们换成其它结构体，编译报错。
error[E0599]: the method `get` exists for reference `&Cell<Test>`, but its trait bounds were not satisfied --> src/main.rs:11:27 | 3 | struct Test { | ----------- doesnt satisfy `Test: Copy` ... 11 | println!("b is { }", b.get().a); | ^^^ | = note: the following trait bounds were not satisfied: `Test: Copy`从上面可以看到 struct Test 默认没有实现 Copy, 所以不允许使用 get. 那有没有办法获取底层 struct 呢?可以使用 get_mut 返回底层数据的引用，但这就要求整个变量是 let mut 的，所以与使用 Cell 的初衷不符，所以针对 Move 语义的场景，rust 提供了 RefCell。
RefCell
与 Cell 不一样，我们使用 RefCell 一般通过 borrow 获取不可变借用，或是 borrow_mut 获取底层数据的可变借用。
use std::cell::{ RefCell}; fn main() { let cell = RefCell::new(1); let mut cell_ref_1 = cell.borrow_mut(); // Mutably borrow the underlying data *cell_ref_1 += 1; println!("RefCell value: { :?}", cell_ref_1); let mut cell_ref_2 = cell.borrow_mut(); // Mutably borrow the data again (cell_ref_1 is still in scope though...) *cell_ref_2 += 1; println!("RefCell value: { :?}", cell_ref_2); }代码来自 badboi.dev, 编译成功，但是运行失败。
# cargo build Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.03s # # cargo run Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.03s Running `target/debug/hello_cargo` RefCell value: 2 thread main panicked at already borrowed: BorrowMutError, src/main.rs:10:31 note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtracecell_ref_1 调用 borrow_mut 获取可变借用，还处于作用域时，源码下载cell_ref_2 也想获取可变借用，此时运行时检查报错，直接 panic。
也就是说 RefCell 将借用 borrow rule 由编译期 compile 移到了 runtime 运行时, 有一定的运行时开销。
#[derive(Debug)] enum List { Cons(Rc<RefCell<i32>>, Rc<List>), Nil, } use crate::List::{ Cons, Nil}; use std::cell::RefCell; use std::rc::Rc; fn main() { let value = Rc::new(RefCell::new(5)); let a = Rc::new(Cons(Rc::clone(&value), Rc::new(Nil))); let b = Cons(Rc::new(RefCell::new(3)), Rc::clone(&a)); let c = Cons(Rc::new(RefCell::new(4)), Rc::clone(&a)); *value.borrow_mut() += 10; println!("a after = { :?}", a); println!("b after = { :?}", b); println!("c after = { :?}", c); }这是官方例子，通过 Rc, RefCell 结合使用，做到共享所有权，同时又能修改 List 节点值。
小结
内部可变性提供了极大的灵活性，但是考滤到运行时开销，还是不能滥用，性能问题不大，重点是缺失了编译期的静态检查，会掩盖很多错误。