这个错误是由于编译器对 RefCell 的特殊了解造成的吗？

fn works<'a>(foo: &Option<&'a mut String>, s: &'a mut String) {}
fn error<'a>(foo: &RefCell<Option<&'a mut String>>, s: &'a mut String) {}

let mut s = "hi".to_string();

let foo = None;
works(&foo, &mut s);

// with this, it errors
// let bar = RefCell::new(None);
// error(&bar, &mut s);

s.len();

如果我添加两行注释，则会出现以下错误：

error[E0502]: cannot borrow `s` as immutable because it is also borrowed as mutable
  --> <anon>:16:5
   |
14 |     error(&bar, &mut s);
   |                      - mutable borrow occurs here
15 |     
16 |     s.len();
   |     ^ immutable borrow occurs here
17 | }
   | - mutable borrow ends here

的签名works() and errors()看起来相当相似。但显然编译器知道你可以用RefCell，因为借用检查器的行为不同。

我什至无法“隐藏”RefCell在我自己的另一种类型中，但编译器仍然总是做正确的事情（如果发生错误RefCell可用于）。编译器如何知道所有这些东西以及它是如何工作的？编译器是否将类型标记为“内部可变性容器”或类似的东西？

RefCell<T>包含一个UnsafeCell<T> https://doc.rust-lang.org/std/cell/struct.UnsafeCell.html这是一个特殊的语言项 https://doc.rust-lang.org/unstable-book/language-features/lang-items.html. It is UnsafeCell这会导致错误。您可以检查：

fn error<'a>(foo: &UnsafeCell<Option<&'a mut String>>, s: &'a mut String) {}

...

let bar = UnsafeCell::new(None);
error(&bar, &mut s);

但该错误并不是由于编译器识别出 UnsafeCell 引入了内部可变性，而是由于UnsafeCell is 不变的 https://doc.rust-lang.org/nomicon/subtyping.html事实上，我们可以使用以下命令重现该错误幻象数据 https://doc.rust-lang.org/std/marker/struct.PhantomData.html:

struct Contravariant<T>(PhantomData<fn(T)>);

fn error<'a>(foo: Contravariant<&'a i32>, s: &'a mut String) {}

...

let bar = Contravariant(PhantomData);
error(bar, &mut s);

甚至是一生中逆变或不变的任何事物'a:

fn error<'a>(foo: Option<fn(&'a i32)>, s: &'a mut String) {}

let bar = None;
error(bar, &mut s);

无法隐藏 RefCell 的原因是方差是通过结构的字段导出的。一旦你使用过RefCell<T>某个地方，无论多深，编译器都会弄清楚T是不变的。

现在让我们看看编译器如何判断E0502错误。首先，重要的是要记住编译器必须在这里选择两个特定的生命周期：表达式类型的生命周期&mut s ('a）和类型的生命周期bar（我们称之为'x）。两者都受到限制：前一世'a必须短于范围s，否则我们最终会得到一个比原始字符串寿命更长的引用。'x必须大于范围bar，否则我们可以通过访问悬空指针bar（如果类型具有生命周期参数，则编译器假定该类型可以访问具有该生命周期的值）。

有了这两个基本限制，编译器将执行以下步骤：

1. 方式bar is Contravariant<&'x i32>.
2. The error函数接受任何子类型Contravariant<&'a i32>, where 'a是那个的生命周期&mut s表达。
3. Thus bar应该是一个子类型Contravariant<&'a i32>
4. Contravariant<T>是逆变的T，即如果U <: T, then Contravariant<T> <: Contravariant<U>.
5. 因此子类型关系可以满足&'x i32 is a 超型 of &'a i32.
6. Thus 'x应该shorter than 'a, i.e. 'a should outlive 'x.

类似地，对于不变类型，派生关系是'a == 'x，对于协变，'x比寿命长'a.

现在，这里的问题是type of bar生存到范围结束（根据上述限制）：

    let bar = Contravariant(PhantomData);   // <--- 'x starts here -----+
    error(bar,                              //                          |
          &mut s);                          // <- 'a starts here ---+   |
    s.len();                                //                      |   |
                                            // <--- 'x ends here¹ --+---+
                                            //                      |
                                            // <--- 'a ends here² --+
}

// ¹ when `bar` goes out of scope
// ² 'a has to outlive 'x

在逆变和不变的情况下，'a寿命长（或等于）'x意味着声明s.len()必须包含在范围内，导致借用错误。

只有在协变的情况下，我们才能使范围'a比。。。短'x，允许临时对象&mut s之前被删除s.len()被称为（意思是：在s.len(), s不再被视为借用）：

    let bar = Covariant(PhantomData);       // <--- 'x starts here -----+
                                            //                          |
    error(bar,                              //                          |
          &mut s);                          // <- 'a starts here --+    |
                                            //                     |    |
                                            // <- 'a ends here ----+    |
    s.len();                                //                          |
}                                           // <--- 'x ends here -------+