在 Copy 类型中使用 std：:p tr：：write_volatile 实现内部可变性的安全性（即没有 UnsafeCell）

问：

我正在尝试在值类型中实现内部可变性（用于缓存目的）。Copy

问题在于，据我所知，没有一种类型可用于内部可变性（例如 和相关类型，原子类型）允许该特征。顺便说一句，这是稳定的 Rust。UnsafeCellCopy

我的问题是：在这种情况下，使用 std：:p tr：：write_volatile 和 std：:p tr：：read_volatile 实现内部可变性的安全性如何？

具体来说，我有这段代码，我想知道这里面是否有任何陷阱或未定义的行为：

use std::fmt::{Debug, Display, Formatter};

#[derive(Copy, Clone)]
pub struct CopyCell<T: Copy> {
    value: T,
}

impl<T: Copy> CopyCell<T> {
    pub fn new(value: T) -> Self {
        Self { value }
    }

    pub fn get(&self) -> T {
        unsafe { std::ptr::read_volatile(&self.value) }
    }

    pub fn set(&self, value: T) {
        let ptr = &self.value as *const T;
        let ptr = ptr as *mut T;
        unsafe { std::ptr::write_volatile(ptr, value) }
    }
}

impl<T: Default + Copy> Default for CopyCell<T> {
    fn default() -> Self {
        CopyCell { value: T::default() }
    }
}

impl<T: Display + Copy> Display for CopyCell<T> {
    fn fmt(&self, f: &mut Formatter) -> std::fmt::Result {
        let value = self.get();
        write!(f, "{value}")
    }
}

impl<T: Debug + Copy> Debug for CopyCell<T> {
    fn fmt(&self, f: &mut Formatter) -> std::fmt::Result {
        let value = self.get();
        write!(f, "{value:?}")
    }
}

我的目标是使用它在值类型中实现本地缓存（例如，一种记忆化）。我特别想要语义（即代替），因为它们对我想要实现的目标有更好的人体工程学。CopyClone

下面是一个示例用法：

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn simple_test() {
        let a = CopyCell::default();
        let b = CopyCell::new(42);

        assert_eq!(a.get(), 0);
        assert_eq!(b.get(), 42);

        a.set(123);
        b.set(b.get() * 10);
        assert_eq!(a.get(), 123);
        assert_eq!(b.get(), 420);

        let a1 = a;
        let b1 = b;

        a.set(0);
        b.set(0);

        assert_eq!(a1.get(), 123);
        assert_eq!(b1.get(), 420);
    }

    #[test]
    fn cached_compute() {
        let a = CachedCompute::new(10);
        assert_eq!(a.compute(), 100);
        assert_eq!(a.compute(), 100);

        let b = a;
        assert_eq!(b.compute(), 100);
    }

    #[derive(Copy, Clone)]
    pub struct CachedCompute {
        source: i32,
        result: CopyCell<Option<i32>>,
    }

    impl CachedCompute {
        pub fn new(source: i32) -> Self {
            Self {
                source,
                result: Default::default(),
            }
        }

        pub fn compute(&self) -> i32 {
            if let Some(value) = self.result.get() {
                value
            } else {
                let result = self.source * self.source; // assume this is expensive
                self.result.set(Some(result));
                result
            }
        }
    }
}

上面的代码适用于第一次腮红。但我想知道这种方法是否存在任何潜在的问题，这些问题在表面上可能并不明显。

我对 Rust 的内存模型、编译器优化、机器代码级语义等的理解不够好，在这种情况下可能会导致问题。

即使这种方法适用于当前平台，我也想知道将来是否会遇到有关未定义行为的潜在问题。