今天是大年初一，首先给大家拜个年！
祝大家新春快乐，最重要的是身体健康！
我们之前介绍的单一所有权，其实已经能满足我们使用内存的大部分场景。在编译时就能完成静态检查，不会影响运行时的效率。
但是，如果遇到下面两种情况该咋办呢？
-
有2个指针指向同一个节点。
-
多个线程要访问同一块共享内存。
编译期是无法检查到这些情况的，所以rust除了静态检查，还提供了运行时动态检查来满足这些特殊需求。
Rust的处理思路，大部分场景能在编译器处理，这样能保证安全性和性能要求；运行时检查，会牺牲部分性能，来提高灵活性
那Rust在运行时如何做检查呢？答案可能会令你比较失望：还是用到了引用计数(Rc Reference count)和智能指针(Arc Atomic reference counter)。我一开始以为不会用到引用计数这些招数呢！
引用计数 Rc
先看Rc，对一个数据结构T，我们可以创建引用计数Rc，让它有多个所有者。Rc会把对应的数据结构创建堆上。堆是唯一可以到处使用动态创建数据的内存。
use std::rc::Rc;
fn main() {
let a = Rc::new(1);
}
如果想对数据创建更多的所有者，我们可以通过clone()来完成。
对一个Rc结构进行clone(),不会将其内部的数据赋值，只会增加引用计数。当一个Rc结构离开作用域被drop()的时候，只会减少其引用计数，直到引用计数为0，才会真正清除对应的内存。
use std::rc::Rc;
fn main() {
let a = Rc::new(1);
let b = a.clone();
let c = a.clone();
}
这一坨代码里，我们有a,b,c3个 rc。它们指向堆上相同的数据，也就是说，堆上的数据有了三个共享的所有者。在这段代码结束的时候，c最先被drop,引用计数-1变为2，然后 b drop 引用计数变为1、a drop，引用计数归零，堆上内存被释放。
那么问题来了，这个教程之前给我们灌输的概念都是：一个值只能有一个所有者。但是现在a,b,c都对同一块内存有多个所有者，问题是编译器还没报 所有权冲突。
实际上a才是真正的所有者，b,c在clone()后，得到了一个新的Rc，从编译器的角度，a,b,c都各自拥有一个Rc。所以Rc的clone()并不复制实际的数据，只是把引用计数+1了。具体clone()代码如下：
fn clone(&self) -> Rc<T> {
// 增加引用计数
self.inner().inc_strong();
// 通过 self.ptr 生成一个新的 Rc 结构
Self::from_inner(self.ptr)
}
那么Rc是怎么在堆上产生的？且这段内存不受栈内存的生命周期所控制呢？这里就要提到 Box::leak机制了。
Box::leak机制
这种机制可以让Rust像C/C++那样，创建一块堆内存，且不受栈内存的控制，这样才能绕过编译器的所有权规则。
Box是Rust中的智能指针，可以强制吧数据创建在堆上，然后在栈上用一个指针指向这个数据结构，但这时候堆内存的生命周期是可控的，跟栈上的指针保持一致。
但是Box::leak可以从堆上泄露出去，不受栈内存的控制，是一个自由的、生命周期可以大到和整个进程一样的对象。有点类似C/C++里的malloc()分配的内存。
有了 Box::leak()，我们就可以跳出 Rust 编译器的静态检查，保证 Rc 指向的堆内存，有最大的生命周期，然后我们再通过引用计数，在合适的时机，结束这段内存的生命周期。（谁来结束呢？动态检查吗？最后一次清零的时候？）
搞明白了 Rc，我们就进一步理解 Rust 是如何进行所有权的静态检查和动态检查了：
-
静态检查，靠编译器保证代码符合所有权规则；
-
动态检查，通过 Box::leak 让堆内存拥有不受限的生命周期，然后在运行过程中，通过对引用计数的检查，保证这样的堆内存最终会得到释放。
到目前为止，只有Rc和接下来将学到的RefCell,Cell,Arc用到了动态检查，旗鱼都是静态检查。注意：动态检查仍然会校验所有权规则。
RefCell
Rc只是一个只读引用计数器，我们没有办法拿到Rc结构的内部数据的可变引用，来修改这个数据，因此需要RefCell来达成对只读数据的可变借用，称为内部可变性，Rc和RefCell可以搭配使用。
内部可变性和外部可变性
用mut 关键字声明的，明写着可以改的叫外部可变性。拧巴的情况又来了，有时候，想要对没有mut的值进行修改。也就是说在编译器眼里，这个值它是只读的，但是到运行时，这个值它是可以得到可变借用，修改其内部数据，这就是RefCell的用武之地。
上代码：
use std::cell::RefCell;
fn main() {
let data = RefCell::new(1);
{
// 获得 RefCell 内部数据的可变借用
let mut v = data.borrow_mut();
*v += 1;
}
println!("data: {:?}", data.borrow());
}
这一坨代码里，data并没有用mut 来声明，只是一个RefCell，但是在后面却可以用borrow_mut获得一个可变借用，把data里的值+1了。
注意：这里在可变借用的时候用一对{}，这是因为使用 {} 缩短可变借用的生命周期。在同一个作用域下，不能同时拥有可变借用(borrow_mut)和不可变借用(borrow)
这就是外部可变性和内部可变性的重要区别，我们用下表来总结一下：
|
| 使用方法 | 所有权检查 |
| --- | --- | --- |
| 外部可变性 | let mut或者 &mut | 编译时，如不符合规则，产生编译错误 |
| 内部可变性 | 使用Cell/RefCell | 运行时，如不符合规则，产生panic |
本文使用 文章同步助手 同步
