RefCell<T>와 내부 가변성 패턴

내부 가변성 (interior mutability) 은 어떤 데이터에 대한 불변 참조자가 있을 때라도 여러분이 데이터를 변형할 수 있게 해주는 러스트의 디자인 패턴입니다: 보통 이러한 동작은 빌림 규칙에 의해 허용되지 않습니다. 그렇게 하기 위해서, 이 패턴은 변형과 빌림을 지배하는 러스트의 통상적인 규칙을 구부리기 위하여 데이터 구조 내에서 unsafe (안전하지 않은) 코드를 사용합니다. 우리는 아직 안전하지 않은 코드를 다루지 않았습니다; 이는 19장에서 다룰 것입니다. 우리가 런타임에 빌림 규칙을 따를 것임을 보장할 수 있을 때라면, 심지어 컴파일러가 이를 보장하지 못하더라도 내부 가변성 패턴을 이용하는 타입을 사용할 수 있습니다. 포함되어 있는 unsafe 코드는 안전한 API로 감싸져 있고, 외부 타입은 여전히 불변입니다.

내부 가변성 패턴을 따르는 RefCell<T> 타입을 살펴보는 것으로 이 개념을 탐구해 봅시다.

RefCell<T>을 가지고 런타임에 빌림 규칙을 집행하기

Rc<T>와는 다르게, RefCell<T> 타입은 가지고 있는 데이터 상에 단일 소유권을 나타냅니다. 그렇다면, Box<T>와 같은 타입에 비교해 RefCell<T>의 다른 부분은 무엇일까요? 여러분이 4장에서 배웠던 빌림 규칙을 상기해보세요:

  • 어떠한 경우이든 간에, 여러분은 다음의 둘 다는 아니고 둘 중 하나만 가질 수 있습니다: 하나의 가변 참조자 혹은 임의 개수의 불변 참조자들을요.
  • 참조자는 항상 유효해야 합니다.

참조자와 Box<T>를 이용할 때, 빌림 규칙의 불변성은 컴파일 타임에 집행됩니다. RefCell<T>를 이용할 때, 이 불변성은 런타임에 집행됩니다. 참조자를 가지고서 여러분이 이 규칙을 어기면 컴파일러 에러를 얻게 될 것입니다. RefCell<T>를 가지고서 여러분이 이 규칙을 어기면, 여러분의 프로그램은 panic!을 일으키고 종료될 것입니다.

컴파일 타임에 빌림 규칙을 검사하는 것은 개발 과정에서 에러를 더 일찍 잡을 수 있다는 점, 그리고 이 모든 분석이 사전에 완료되기 때문에 런타임 성능에 영향이 없다는 점에서 장점을 가집니다. 이러한 까닭에, 대부분의 경우 컴파일 타임에서 빌림 규칙을 검사하는 것이 가장 좋은 선택이고, 이것이 러스트의 기본 설정인 이유이기도 합니다.

대신 런타임에 빌림 규칙을 검사하는 것은 컴파일 타임 검사에 의해서는 허용되지 않는, 특정한 메모리 안정성 시나리오가 허용된다는 잇점이 있습니다. 러스트 컴파일러와 같은 정적 분석은 태생적으로 보수적입니다. 어떤 코드 속성은 코드의 분석을 이용해서는 발견이 불가능합니다: 가장 유명한 예제는 정지 문제 (halting problem) 인데, 이는 이 책의 범위를 벗어나지만 연구하기에 흘미로운 주제입니다.

몇몇 분석이 불가능하기 때문에, 만일 코드가 소유권 규칙을 준수한다는 것을 러스트 컴파일러가 확신할 수 없다면, 컴파일러는 올바를 프로그램을 거부할지도 모릅니다; 이렇게 하여, 컴파일러는 보수적입니다. 만일 러스트가 올바르지 않은 프로그램을 받아들이면, 사용자들은 러스트가 보장하는 것을 신뢰할 수 없을 것입니다. 하지만, 만일 러스트가 올바른 프로그램을 거부한다면, 프로그래머는 불편해할 것이지만, 어떠한 재앙도 일어나지 않을 수 있습니다. RefCell<T> 타입은 여러분의 코드가 빌림 규칙을 따르는 것을 여러분이 확신하지만, 컴파일러는 이를 이해하고 보장할 수 없을 경우 유용합니다.

Rc<T>와 유사하게, RefCell<T>은 단일 스레드 시나리오 내에서만 사용 가능하고, 만일 여러분이 이를 다중 스레드 맥락 내에서 사용을 시도할 경우 여러분에게 컴파일 타임 에러를 줄 것입니다. RefCell<T>의 기능을 다중 스레드 프로그램 내에서 사용하는 방법에 대해서는 16장에서 이야기할 것입니다.

Box<T>, Rc<T>, 혹은 RefCell<T>을 선택하는 이유의 요점은 다음과 같습니다:

  • Rc<T>는 동일한 데이터에 대해 복수개의 소유자를 가능하게 합니다; Box<T>RefCell<T>은 단일 소유자만 갖습니다.
  • Box<T>는 컴파일 타임에 검사된 불변 혹은 가변 빌림을 허용합니다; Rc<T>는 오직 컴파일 타임에 검사된 불변 빌림만 허용합니다; RefCell<T>는 런타임에 검사된 불변 혹은 가변 빌림을 허용합니다.
  • RefCell<T>이 런타임에 검사된 가변 빌림을 허용하기 때문에, RefCell<T>이 불변일 때라도 RefCell<T> 내부의 값을 변경할 수 있습니다.

불변값 내부의 값을 변경하는 것을 내부 가변성 패턴이라고 합니다. 내부 가변성이 유용한 경우를 살펴보고 이것이 어떻게 가능한지 조사해 봅시다.

내부 가변성: 불변값에 대한 가변 빌림

빌림 규칙의 결과로 인해 우리는 불변값을 가지고 있을 때 이를 변경 가능하게 빌릴 수 없습니다. 예를 들면, 다음 코드는 컴파일되지 않을 것입니다:

fn main() {
    let x = 5;
    let y = &mut x;
}

이 코드의 컴파일을 시도하면, 다음과 같은 에러를 얻을 것입니다:

error[E0596]: cannot borrow immutable local variable `x` as mutable
 --> src/main.rs:3:18
  |
2 |     let x = 5;
  |         - consider changing this to `mut x`
3 |     let y = &mut x;
  |                  ^ cannot borrow mutably

하지만, 값이 자신의 메소드 내부에서 변경되지만 다른 코드에서는 불변인 것으로 보이는 것이 유용할 수 있는 경우가 있습니다. 그 값의 메소드 바깥의 코드는 값을 변경할 수 없을 것입니다. RefCell<T>을 이용하는 것은 내부 가변성의 기능을 얻는 한가지 방법입니다. 그러나 RefCell<T>은 빌림 규칙을 완벽하게 피하는 것은 아닙니다: 컴파일러 내의 빌림 검사기는 이러한 내부 가변성을 허용하고, 빌림 규칙은 대신 런타임에 검사됩니다. 만일 이 규칙을 위반하면, 우리는 컴파일러 에러 대신 panic!을 얻을 것입니다.

불변 값을 변경하기 위해 RefCell<T>를 이용할 수 있는 실질적인 예제를 살펴보고 이것이 왜 유용한지를 알아봅시다.

A Use Case for Interior Mutability: Mock Objects

내부 가변성에 대한 용례: 목(mock) 객체

테스트 더블 (test double) 은 테스트하는 동안 또다른 타입을 대신하여 사용되는 타입을 위한 일반적인 프로그래밍 개념입니다. 목 객체 (mock object) 는 테스트 중 어떤 일이 일어났는지 기록하여 정확한 동작이 일어났음을 단언할 수 있도록 하는 테스트 더블의 특정한 타입입니다.

러스트는 다른 언어들이 객체를 가지는 것과 동일한 의미의 객체를 가지고 있지 않고, 러스트는 몇몇 다른 언어들이 제공하는 것 같은 표준 라이브러리에 미리 만들어진 목 객체 기능이 없습니다. 하지만, 우리는 목 객체와 동일한 목적을 제공할 구조체를 당연히 만들 수 있습니다.

다음은 우리가 테스트할 시나리오입니다: 우리는 최대값에 맞서 값을 추적하고 현재 값이 최대값에 얼마나 근접한지를 기반으로 메세지를 전송하는 라이브러리를 만들 것입니다. 이 라이브러리는 예를 들면 한 명의 유저에게 허용되고 있는 API 호출수의 허용량을 추적하는데 사용될 수 있습니다.

우리의 라이브러리는 오직 어떤 값이 최대값에 얼마나 근접한지를 추적하고 어떤 시간에 어떤 메세지를 보내야 할지 정하는 기능만을 제공할 것입니다. 우리의 라이브러리를 사용하는 어플리케이션이 메세지를 전송하는 것에 대한 메카니즘을 제공할 예정입니다: 그 어플리케이션은 메세지를 어플리케이션 내에 집어넣거나, 이메일을 보내거나, 문자 메세지를 보내거나, 혹은 기타 다른 것을 할 수 있습니다. 라이브러리는 그런 자세한 사항을 알 필요가 없습니다. 필요한 모든 것은 우리가 제공할 Messenger라는 이름의 트레잇을 구현하는 것입니다. Listing 15-20는 라이브러리 코드를 보여줍니다:

Filename: src/lib.rs


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
pub trait Messenger {
    fn send(&self, msg: &str);
}

pub struct LimitTracker<'a, T: 'a + Messenger> {
    messenger: &'a T,
    value: usize,
    max: usize,
}

impl<'a, T> LimitTracker<'a, T>
    where T: Messenger {
    pub fn new(messenger: &T, max: usize) -> LimitTracker<T> {
        LimitTracker {
            messenger,
            value: 0,
            max,
        }
    }

    pub fn set_value(&mut self, value: usize) {
        self.value = value;

        let percentage_of_max = self.value as f64 / self.max as f64;

        if percentage_of_max >= 0.75 && percentage_of_max < 0.9 {
            self.messenger.send("Warning: You've used up over 75% of your quota!");
        } else if percentage_of_max >= 0.9 && percentage_of_max < 1.0 {
            self.messenger.send("Urgent warning: You've used up over 90% of your quota!");
        } else if percentage_of_max >= 1.0 {
            self.messenger.send("Error: You are over your quota!");
        }
    }
}
#}

Listing 15-20: 어떤 값이 최대값에 얼마나 근접하는지를 추적하고 특정 수준에 값이 있으면 경고해주는 라이브러리

이 코드에서 한가지 중요한 부분은 Messenger 트레잇이 self에 대한 불변 참조자와 메세지의 텍스트를 인자로 갖는 send라는 이름의 하나의 메소드를 갖고 있다는 것입니다. 이는 우리의 목 객체가 가질 필요가 있는 인터페이스입니다. 그 외에 중요한 부분은 우리가 LimitTracker 상의 set_value 메소드의 동작을 테스트하고 싶어한다는 점입니다. 우리는 value 파라미터에 대해에 어떤 것을 넘길지 바꿀 수 있지만, set_value는 우리가 단언을 하기 위한 어떤 것도 반환하지 않습니다. 우리는 Messenger 트레잇을 구현한 무언가와 max에 대한 특정값과 함께 LimitTracker를 만든다면, value에 대해 다른 숫자들을 넘겼을 때 메신저가 적합한 메세지를 보낸다고 말하고 싶습니다.

우리는 send를 호출했을 때 메일이나 텍스트 메세지를 보내는 대신 보냈다고 언급하는 메세지만 추적할 목 객체가 필요합니다. 우리는 목 객체의 새로운 인스턴스를 만들고, 이 목 객체를 사용하는 LimitTracker를 만들고, LimitTracker 상의 set_value 메소드를 호출하고, 그 다음 목 객체는 우리가 기대했던 메세지를 가지고 있는지를 검사할 수 있습니다. Listing 15-21은 바로 이런 일을 하지만 빌림 검사기가 허용하지는 않을 목 객체 구현 시도를 보여주고 있습니다:

Filename: src/lib.rs


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    struct MockMessenger {
        sent_messages: Vec<String>,
    }

    impl MockMessenger {
        fn new() -> MockMessenger {
            MockMessenger { sent_messages: vec![] }
        }
    }

    impl Messenger for MockMessenger {
        fn send(&self, message: &str) {
            self.sent_messages.push(String::from(message));
        }
    }

    #[test]
    fn it_sends_an_over_75_percent_warning_message() {
        let mock_messenger = MockMessenger::new();
        let mut limit_tracker = LimitTracker::new(&mock_messenger, 100);

        limit_tracker.set_value(80);

        assert_eq!(mock_messenger.sent_messages.len(), 1);
    }
}
#}

Listing 15-21: 빌림 검사기가 허용하지 않는 MockMessenger 구현 시도

이 테스트 코드는 보내질 메세지들을 추적하기 위한 String 값의 Vecsent_messages 필드를 갖는 MockMessenger 구조체를 정의하고 있습니다. 우리는 또한 빈 메세지 리스트로 시작하는 새로운 MockMessenger 값을 생성하기 쉽도록 하기 위해 연관 함수 new를 정의하였습니다. 그런 다음에는 MockMessengerLimitTracker에 넘겨줄 수 있도록 MockMessenger를 위한 Messenger 트레잇을 구현하였습니다. send 메소드의 정의 부분에서는 파라미터로서 넘겨진 메세지를 가져와서 MockMessenger 내의 sent_messages 리스트에 저장합니다.

테스트 내에서는 max 값의 75 퍼센트 이상의 무언가가 value로 설정되었을 때 LimitTracker는 어떤 메세지를 듣는지를 테스트하고 있습니다. 먼저 우리는 새로운 MockMessenger를 만드는데, 이는 비어있는 메시지 리스트로 시작할 것입니다. 그 다음에는 새로운 LimitTracker를 만들고 여기에 새로운 MockMessenger의 참조자와 max값 100을 파라미터로 넘깁니다. 우리는 LimitTracker 상의 set_value 메소드를 80 값으로 호출하였습니다. 그 다음 우리는 MockMessenger가 추적하고 있는 메세지 리스트가 이제 한 개의 메세지를 가지고 있는지를 검사합니다.

하지만, 아래에서 보는 것과 같이 이 테스트에 한가지 문제점이 있습니다:

error[E0596]: cannot borrow immutable field `self.sent_messages` as mutable
  --> src/lib.rs:52:13
   |
51 |         fn send(&self, message: &str) {
   |                 ----- use `&mut self` here to make mutable
52 |             self.sent_messages.push(String::from(message));
   |             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^ cannot mutably borrow immutable field

우리는 메세지를 추적하기 위해 MockMessenger를 수정할 수 없는데 그 이유는 send 메소드가 self의 불변 참조자를 파라미터로 갖기 때문입니다. 우리는 또한 에러 메세지로부터 &mut self를 대신 사용하라는 제안도 얻을 수 없는데, 그렇게 되면 send의 시그니처가 Messenger 트레잇의 정의에 있는 시그니처와 일치하지 않을 것이지 때문입니다 (마음 편하게 한번 시도해보고 어떤 에러가 나오는지 보세요).

이는 내부 가변성이 도움을 줄 수 있는 상황입니다! 우리는 sent_messagesRefCell<T> 내에 저장할 것이고, 그러면 send 메소드는 우리가 보게 되는 메세지를 저장하기 위해 sent_message를 수정할 수 있을 것입니다. Listing 15-22는 이것이 어떤 형태인지를 보여줍니다:

Filename: src/lib.rs


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;
    use std::cell::RefCell;

    struct MockMessenger {
        sent_messages: RefCell<Vec<String>>,
    }

    impl MockMessenger {
        fn new() -> MockMessenger {
            MockMessenger { sent_messages: RefCell::new(vec![]) }
        }
    }

    impl Messenger for MockMessenger {
        fn send(&self, message: &str) {
            self.sent_messages.borrow_mut().push(String::from(message));
        }
    }

    #[test]
    fn it_sends_an_over_75_percent_warning_message() {
        // --snip--
#         let mock_messenger = MockMessenger::new();
#         let mut limit_tracker = LimitTracker::new(&mock_messenger, 100);
#         limit_tracker.set_value(75);

        assert_eq!(mock_messenger.sent_messages.borrow().len(), 1);
    }
}
#}

Listing 15-22: RefCell<T>를 사용하여 바깥쪽에서는 불변으로 간주되는 동안 내부의 값을 변경하기

sent_message 필드는 이제 Vec<String> 대신 RefCell<Vec<String>> 타입입니다. new 함수 내에서, 우리는 빈 벡터를 감싼 새로운 RefCell<Vec<String>> 인스턴스를 생성합니다.

send 메소드의 구현부에 대하여, 첫번째 파라미터는 여전히 self의 불변 빌림 형태인데, 이는 트레잇의 정의와 일치합니다. 우리는 self.sent_messages 내의 RefCell<Vec<String>> 상에 있는 borrow_mut를 호출하여 RefCell<Vec<String>> 내의 값에 대한 가변 참조자를 얻는데, 이는 벡터입니다. 그런 다음에는 그 벡터에 대한 가변 참조자 상의 push를 호출하여 테스트하는 동안 보내진 메세지를 추적할 수 있습니다.

마지막으로 우리가 변경한 부분은 단언 부분 내에 있습니다: 내부 벡터 내에 몇개의 아이템이 있는지 보기 위해서, 우리는 RefCell<Vec<String>> 상의 borrow를 호출하여 벡터에 대한 불변 참조자를 얻습니다.

이제 여러분이 RefCell<T>를 어떻게 사용하는지 보았으니, 이것이 어떤 식으로 동작하는지 파고 들어 봅시다!

RefCell<T>는 런타임에 빌림을 추적합니다

불변 및 가변 참조자를 만들때, 우리는 각각 &&mut 문법을 사용합니다. RefCell<T>을 이용할때는 borrowborrow_mut 메소드를 사용하는데, 이들은 RefCell<T>가 소유한 안전한 API 중 일부입니다. borrow 메소드는 스마트 포인터 타입인 Ref<T>를 반환하고, borrow_mut는 스마트 포인터 타입 RefMut<T>을 반환합니다. 두 타입 모두 Deref를 구현하였으므로 우리는 이들을 보통의 참조자처럼 다룰 수 있습니다.

RefCell<T>는 현재 활성화된 Ref<T>RefMut<T> 스마트 포인터들이 몇개나 있는지 추적합니다. 우리가 borrow를 호출할 때마다, RefCell<T>는 불변 참조자가 활성화된 갯수를 증가시킵니다. Ref<T> 값이 스코프 밖으로 벗어날 때, 불변 빌림의 갯수는 하나 감소합니다. 컴파일 타임에서의 빌림 규칙과 똑같이, RefCell<T>는 우리가 어떤 시점에서든 여러 개의 불변 빌림 혹은 하나의 가변 빌림을 가질 수 있도록 합니다.

만일 이 규칙들을 위반한다면, RefCell<T>의 구현체는 우리가 참조자들을 가지고 했을 때처럼 컴파일 에러를 내기 보다는 런타임에 panic!을 일으킬 것입니다. Listing 15-23은 Listing 15-22의 send 구현의 수정을 보여줍니다. 우리는 RefCell<T>가 런타임에 두개의 활성화된 가변 빌림을 같은 스코프에 만드는 일을 하는 것을 막아주는 것을 보여주기 위해서 의도적으로 그런 시도를 하는 중입니다:

Filename: src/lib.rs

impl Messenger for MockMessenger {
    fn send(&self, message: &str) {
        let mut one_borrow = self.sent_messages.borrow_mut();
        let mut two_borrow = self.sent_messages.borrow_mut();

        one_borrow.push(String::from(message));
        two_borrow.push(String::from(message));
    }
}

Listing 15-23: RefCell<T>이 패닉을 일으킬 것을 보기 위한 같은 스코프 내에 두 개의 가변 참조자 만들기

우리는 borrow_mut로부터 반환된 RefMut<T> 스마트 포인터를 위한 one_borrow 변수를 만들었습니다. 그런 다음 또다른 가변 빌림을 같은 방식으로 two_borrow 변수에 만들어 넣었습니다. 이는 같은 스코프에 두개의 가변 참조자를 만드는데, 이는 허용되지 않습니다. 우리가 우리의 라이브러리를 위한 테스트를 실행할 때, Listing 15-23의 코드는 어떠한 에러 없이 컴파일될 것이지만, 테스트는 실패할 것입니다:

---- tests::it_sends_an_over_75_percent_warning_message stdout ----
	thread 'tests::it_sends_an_over_75_percent_warning_message' panicked at
    'already borrowed: BorrowMutError', src/libcore/result.rs:906:4
note: Run with `RUST_BACKTRACE=1` for a backtrace.

코드가 already borrowed: BorrowMutError라는 메세지와 함꼐 패닉을 일으켰음을 주목하세요. 이것이 바로 RefCell<T>가 런타임에 빌림 규칙의 위반을 다루는 방법입니다.

빌림 에러를 컴파일 타임보다 런타임에 잡는다는 것은 개발 과정 이후에 우리 코드의 실수를 발견할 것이란 의미이고, 심지어는 우리 코드가 프로덕션으로 배포될 때 까지도 발견되지 않을 가능성도 있습니다. 또한, 우리 코드는 컴파일 타임 대신 런타임에 빌림을 추적하는 결과로서 약간의 런타임 성능 페널티를 초래할 것입니다. 그러나, RefCell<T>를 이용하는 것은 우리가 오직 불변 값만 허용하는 콘텍스트 내에서 그것이 본 메세지를 추적하기 위해서 스스로를 변경할 수 있는 목 객체를 작성하도록 해줍니다. 우리는 일반적인 참조자가 우리에게 제공하는 것보다 더 많은 기능을 얻기 위해서 트레이드 오프에도 불구하고 RefCell<T>를 이용할 수 있습니다.

Rc<T>RefCell<T>를 조합하여 가변 데이터의 복수 소유자 만들기

RefCell<T>를 사용하는 일반적인 방법은 Rc<T>와 함께 조합하는 것입니다. Rc<T>이 어떤 데이터에 대해 복수의 소유자를 허용하지만, 그 데이터에 대한 불변 접근만 제공하는 것을 상기하세요. 만일 우리가 RefCell<T>을 들고 있는 Rc<T>를 갖는다면, 우리가 변경 가능하면서 복수의 소유자를 갖는 값을 가질 수 있습니다!

예를 들면, Listing 15-18에서 우리가 어떤 리스트의 소유권을 공유하는 여러 개의 리스트를 가질 수 있도록 하기 위해 Rc<T>를 사용했던 cons 리스트 예제를 상기해보세요. Rc<T>가 오직 불변의 값만을 가질 수 있기 때문에, 우리가 이들을 일단 만들면 리스트 안의 값들을 변경하는 것은 불가능했습니다. 이 리스트 안의 값을 변경하는 능력을 얻기 위해서 RefCell<T>을 추가해 봅시다. Listing 15-24는 Cons 정의 내에 RefCell<T>를 사용함으로써 우리가 모든 리스트 내에 저장된 값을 변경할 수 있음을 보여줍니다:

Filename: src/main.rs

#[derive(Debug)]
enum List {
    Cons(Rc<RefCell<i32>>, Rc<List>),
    Nil,
}

use List::{Cons, Nil};
use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;

fn main() {
    let value = Rc::new(RefCell::new(5));

    let a = Rc::new(Cons(Rc::clone(&value), Rc::new(Nil)));

    let b = Cons(Rc::new(RefCell::new(6)), Rc::clone(&a));
    let c = Cons(Rc::new(RefCell::new(10)), Rc::clone(&a));

    *value.borrow_mut() += 10;

    println!("a after = {:?}", a);
    println!("b after = {:?}", b);
    println!("c after = {:?}", c);
}

Listing 15-24: Rc<RefCell<i32>>을 사용하여 변경 가능한 List 생성하기

우리는 Rc<RefCell<i32>>의 인스턴스인 값을 생성하고 value라는 이름의 변수 안에 이를 저장하여 나중에 이를 직접 접근할 수 있게 했습니다. 그런 다음 우리는 value를 가지고 있는 Cons variant와 함께 a에다 List를 생성하였습니다. value에서 a로 소유권이 이전되거나 value로부터 빌린 a 보다는 avalue 둘다 내부의 5 값에 대한 소유권을 얻기 위해서는 value를 클론할 필요가 있습니다.

리스트 aRc<T>로 감싸져서 우리가 bc 리스트를 만들때, 이 리스트들은 둘다 a를 참조할 수 있는데, 이는 Listing 15-18에서 해본 것입니다.

a, b, 그리고 c 리스트를 생성한 이후, 우리는 value 내의 값에 10을 더했습니다. value 상의 borrow_mut를 호출함으로써 수행되었는데, 이는 내부의 RefCell<T>값을 가리키는 Rc<T>를 역참조하기 위해서 우리가 5장에서 논의했던 자동 역참조 기능을 사용한 것입니다 (“-> 연산자는 어디로 갔나요?”절을 보세요). borrow_mut 메소드는 RefMut<T> 스마트 포인터를 반환하고, 우리는 여기에 역참조 연산자를 사용한 다음 내부 값을 변경합니다.

a, b, 그리고 c를 출력할때, 우리는 이 리스트들이 모두 5가 아니라 변경된 값 15를 가지고 있는 것을 볼 수 있습니다:

a after = Cons(RefCell { value: 15 }, Nil)
b after = Cons(RefCell { value: 6 }, Cons(RefCell { value: 15 }, Nil))
c after = Cons(RefCell { value: 10 }, Cons(RefCell { value: 15 }, Nil))

이 기술은 매우 깔끔합니다! RefCell<T>을 이용함으로써, 우리는 표면상으로는 불변인 List를 갖고 있습니다. 하지만 우리는 내부 가변성 접근을 제공하여 우리가 원할때 데이터를 변경시킬 수 있는 RefCell<T> 내의 메소드를 사용할 수 있습니다. 빌림 규칙의 런타임 검사는 데이터 레이스로부터 우리를 지켜주고, 우리 데이터 구조의 이러한 유연성을 위해서 약간의 속도를 맞거래하는 것이 때때로 가치있습니다.

표준 라이브러리는 내부 가변성을 제공하는 다른 타입을 가지고 있는데, 이를 테면 Cell<T>는 내부 값의 참조자를 주는 대신 값이 복사되어 Cell<T> 밖으로 나오는 점만 제외하면 비슷합니다. 또한 Mutex<T>가 있는데, 이는 스레드들을 건너가며 사용해도 안전한 내부 가변성을 제공합니다; 이것의 사용법은 16장에서 다룰 것입니다. 이 타입들의 차이점에 대해 더 자세히 알고 싶다면 표준 라이브러리 문서를 참조하세요.