RustInPractice（13）：RefCell 与内部可变性

默认情况下，只有拿到 &mut T 才能修改 T。RefCell<T> 是一个刻意的例外：它允许通过 &self 修改内部值，但把借用规则从编译期挪到运行时检查。它很有用，也因此需要更克制地使用。

这是 RustInPractice 的第 13 篇。对应 demo：refcell_demo、design_patterns。下一篇用泛型与 trait 组织可组合行为。

一、内部可变性是什么？

demo 的计数器方法接收 &self，却能增加内部数值：

use std::cell::RefCell;

struct Counter {
    value: RefCell<i32>,
}

impl Counter {
    fn increment(&self) {
        *self.value.borrow_mut() += 1;
    }
}

borrow() 返回只读 guard，borrow_mut() 返回可写 guard。guard 存在期间，RefCell 会在运行时记录借用状态。

二、规则没有消失，只是失败时机改变

let cell = RefCell::new(1);
let read = cell.borrow();
// let write = cell.borrow_mut(); // 运行时 panic
println!("{read}");

与普通引用不同，这段冲突不会在编译阶段被拒绝，而会在实际执行到 borrow_mut 时 panic。因此应让 guard 的作用域尽可能短：

let next = {
    let mut value = cell.borrow_mut();
    *value += 1;
    *value
};
println!("{next}");

三、`Rc<RefCell<T>>` 的含义

use std::cell::RefCell;
use std::rc::Rc;

let state = Rc::new(RefCell::new(0));
let first = Rc::clone(&state);
let second = Rc::clone(&state);
*first.borrow_mut() += 10;
*second.borrow_mut() += 5;

这个组合表示“多个单线程拥有者共享一份可变状态”。观察者 demo 用它保存可调用回调，这适合 UI 树、测试替身和图结构等确有共享关系的场景。

它不能跨线程使用。多线程共享可变状态通常是 Arc<Mutex<T>>，但也要谨慎处理锁范围、死锁和阻塞问题。

四、何时选其他工具？

需求	优先选择
已能拿到 `&mut T`	普通可变借用
简单 Copy 值的内部更新	`Cell<T>`
单线程共享可变状态	`Rc<RefCell<T>>`
多线程共享可变状态	`Arc<Mutex<T>>` 或消息传递
只读共享	`Rc<T>`、`Arc<T>` 或引用