深入研究Rust的内部可变性- Cell是如何工作的？

在Rust中，我们从引用借用的规则中知道有不可变(共享)引用和可变(独占)引用。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

如果我们有一个共享引用，我们可以想要多少就有多少。这是因为这些引用不允许我们改变它们指向的值，所以同时有多个引用是可以的。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

可变引用则不然，顾名思义，可变引用允许我们改变它们所指向的值。所以在这种情况下，对值有多个引用是不行的。例如，考虑两个线程，其中每个线程都持有一个独占引用并同时更改其值。线程运行后的值应该是什么？确切地说，这是一个未定义的行为！iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

那么为什么Rust允许我们拥有可共享的可变容器呢？这不是打破了Rust的借用规则吗？这是因为这些容器有限制，允许以安全的方式使用它们，同时仍然提供允许可变的api。这就是为什么这些类型提供“内部可变性”，当使用它们时，它们作为容器施加限制，在这些限制下，它们所持有的类型可以被安全地修改！iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

Cell 如何提供内部可变性？

基本上，Cell通过确保没有指向其保存的数据的指针并且在单线程环境中执行来实现这一点。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

有了这些限制，更改Cell中的数据是完全可以的。想想看，如果我们知道Cell中没有指向数据的指针，并且它不是跨线程共享的，则可以保证我们对它具有独占访问权。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

现在的问题是，Cell是如何施加这些约束的？Cell通过从不返回对其内部数据的引用来实现这一点，它总是返回数据的副本。因此，这已经告诉Cell适用于内存开销小的类型，例如整数。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

此外，Cell没有实现Sync，因此它不能在线程边界之间共享。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

Cell的构建块是UnsafeCell，这是Rust内部可变性的构建块之一。UnsafeCell允许我们在任何时候获得一个原始的独占指针，指向它所保存的数据。这当然是一个不安全的操作，所以我们必须在unsafe{}块中进行操作。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

Cell的一种可能的简化实现是：iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

use std::cell::UnsafeCell;struct Cell<T> {    value: UnsafeCell<T>}// 禁止跨线程使用Cellimpl<T> !Sync for Cell<T> {}impl<T> Cell<T> {    pub fn new(value: T) -> Self {        Cell { value: UnsafeCell::new(value) }    }    pub fn set(self, value: T) {        // 用一个新值覆盖单元格所指向的值        unsafe { *self.value.get() = value }    }    pub fn get(&self) -> T where T: Copy {        // 返回Cell所指向的数据的副本        unsafe { *self.value.get() }    }}

这里我们使用UnsafeCell来存储Cell的数据，不允许在线程之间共享此类型，最后，我们从不引用Cell中的数据。注意，get方法只适用于实现Copy的类型，并且返回内部类型的副本。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

在本文中，我们探讨了Rust的Cell类型，我们了解到Cell通过对其持有的数据施加约束来允许内部可变性。iOv28资讯网——每日最新资讯28at.com

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