Cell、RefCell 和 UnsafeCell 之间有什么区别？

Question

Cell、RefCell和 之间的确切区别是什么UnsafeCell？

Answer 1

参考单元

让我们从 开始RefCell，根据我个人的经验，这是三者中最常用的。

通常，在 Rust 中，借用规则是在编译时检查的。您必须向编译器（实际上是向称为借用检查器的类似类型检查器的系统）证明您所做的一切都是公平的游戏：每个对象要么可变地借用一次，要么不可变地借用多次，并且这些对象两条线不交叉。RefCell将此检查移至运行时。您可以将 a 转换RefCell<T>为 a &T，borrow也可以将 a 转换RefCell<T>为&mut Twith ^[1]。borrow_mut

当您在运行时调用这些函数时，Rust 会检查通常的借用规则是否适用。您不必向类型检查器证明它有效，但如果事实证明您错了，您的程序将会出现恐慌^[2]。我们没有改变规则；您刚刚将它们从编译时推到了运行时。这可能很有用，例如，如果您正在编写一个以某种复杂方式操作数据的递归算法，并且您亲自检查了借用规则是否得到遵守，但您无法向 Rust 证明这一点。

细胞

然后是Cell. ACell类似，但它不是基于参考的。相反， a 的基本操作Cell是replace。replace为单元格获取一个新值（按值），并且顾名思义，替换单元格的内容。在这种情况下不需要进行任何可变性检查，因为此操作是一举完成的。您调用该函数，该函数发挥其魔力，然后返回。它不会给你一个参考。上还有其他功能Cell，例如updateNightly Rust，但它们都是根据replace.

请注意，我们讨论的任何类型都不能跨线程共享。因此，在 的情况下Cell，不必担心一个线程试图替换该值，而另一个线程正在读取该值。在 的情况下RefCell，不需要复杂的锁定机制来协调运行时检查。

不安全细胞

进入UnsafeCell。所有的安全检查都被移除了UnsafeCell。RefCell我们并没有将安全性推到运行时；而是将安全性推到了运行时。我们在后院拍摄并拍摄了它。的基本操作UnsafeCell是get，它与borrow_mutfor类似RefCell，只是它总是返回一个可变指针。它不会失败，不会抱怨竞争条件或共享数据，它只会给你一个指针。请注意，这*mut T是一个原始指针类型，修改该类型指针的唯一方法是使用Unsafe Rust。

UnsafeCell不应该直接使用。它是用于实现其他两种（安全）单元类型的编译器原语。如果您确实出于某种原因决定需要UnsafeCell，则需要非常小心地保留编译器有关数据访问的假设，因为当您开始涉足 Unsafe Rust 时，很容易使事情变得非常错误。相信我，我是根据经验说的。上次我unsafe编写一些代码时，它开始引起足够多的问题，以至于我最终使用（安全）原语重写了整个代码，但从未真正弄清楚出了什么问题。它很快就会变得混乱。

^[1]您实际上将 a 分别转换为名为和RefCell<T>的专用类型，但这些类型被设计为像普通引用一样运行，因此为了简洁起见，我省略了该细节。Ref<'_, T>RefMut<'_, T>

^[2]这些函数有一些变体try_borrow，try_borrow_mut它们会返回 aResult而不是在失败时恐慌。