显式生命周期注解为何会触发双重可变借用错误？

问题重现 #

给定示例代码：

fn main() {
    let v = 0u64;

    let mut a = A {
        x: "hello".to_string(),
        y: &v,
    };

    a.hello();
    a.world(); // 这里触发双重可变借用错误
}

struct A<'a> {
    x: String,
    y: &'a u64,
}

impl<'a> A<'a> {
    fn hello(&'a mut self) {
        self.world();

        self.x = "hello123".to_string();

        let _ = *self.y;

        self.world();
    }

    fn world(&mut self) {
        self.x = "world".to_string();
    }
}

编译时会出现以下错误：

|
9  |     a.hello();
   |     --------- first mutable borrow occurs here
10 |     a.world();
   |     ^^^^^^^^^
   |     |
   |     second mutable borrow occurs here
   |     first borrow later used here

但如果将A::hello的签名修改为fn hello(&mut self)（移除显式'a注解），程序就能正常编译运行。

原因分析 #

1. 显式生命周期注解的绑定效果 #

结构体A<'a>的生命周期参数'a是用来约束字段y的引用生命周期的——y的引用必须存活至少'a时长，而这里y引用了main里的v，所以'a的生命周期等同于v的生命周期（即整个main函数的执行周期）。

当给hello函数的&mut self标注'a时，相当于强制这个可变借用的生命周期和结构体的'a生命周期绑定。也就是说，调用a.hello()后，a的可变借用会一直持续到'a结束（也就是main函数结束）。

在这种情况下，后续调用a.world()时，尝试再次对a进行可变借用，就会和之前未释放的可变借用冲突，触发双重可变借用错误。

2. 隐式生命周期推导的行为 #

当去掉hello函数的显式生命周期注解，写成fn hello(&mut self)时，Rust会自动推导这个可变借用的生命周期：它的生命周期是临时的，仅在hello函数的执行期间有效。当hello函数执行完毕后，这个可变借用就会被释放，此时再调用a.world()就可以正常获取新的可变借用，不会产生冲突。

补充：函数内部的借用为何没问题？ #

在hello函数内部两次调用world，虽然world也需要&mut self，但这些借用都是嵌套在hello的可变借用内部的。Rust的借用检查器允许这种嵌套的可变借用，因为它们的生命周期都被包含在hello函数的借用生命周期内，不会产生跨函数的借用冲突。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sammyne