要了解爲什麼要內存對齊，首先我們要了解什麼是內存對齊
什麼是內存對齊
關於什麼是內存對齊，我們先來看幾個例子
typedef struct {
int a;
double b;
short c;
}A;
typedef struct {
int a;
short b;
double c;
}B;
分別對他們求大小，sizeof(A),sizeof(B)我們所得到的結果是不同的，
sizeof(A)=24而sizeof(B)=16爲什麼會產生不一樣的結果呢？
這是非常簡單的一個例子，體現了結構體的內存對齊規則。
在結構體中，從結構體的首地址開始，假設地址從0開始。
對結構體A來說，a佔4個字節，佔從0~3的字節，b是double類型佔8個字節，佔從8~15的字節，c佔兩個字節，從16~17的字節。
對結構體B來說，a佔4個字節，從0~3，b佔兩個字節從4~6；c佔8個字節從8~15。
這就是內存對齊，對齊規則是按照成員的聲明順序，依次安排內存，其偏移量爲成員大小的整數倍，0看做任何成員的整數倍，最後結構體的大小爲最大成員的整數倍（所以這裏的A的大小是24，而不是18）。
C語言和C++中空類和空結構體的大小
在C++中規定了空結構體和空類的內存所佔大小爲1字節，因爲c++中規定，任何不同的對象不能擁有相同的內存地址（編譯器自動增加空類和空結構體一個指針來進行區分）。
而在C語言中，空的結構體在內存中所佔大小爲0。(gcc中測試爲0，其他編譯器不一定)
爲什麼要內存對齊？
1.平臺原因(移植原因)：不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數據的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特定類型的數據，否則拋出硬件異常。
2.性能原因(硬件原因)：cpu把內存當成是一塊一塊的，塊的大小可以是2,4,8,16 個字節，因此CPU在讀取內存的時候是一塊一塊進行讀取的，塊的大小稱爲（memory granularity）內存讀取粒度。
我們再來看看爲什麼內存不對齊會影響讀取速度？
假設CPU要讀取一個4字節大小的數據到寄存器中（假設內存讀取粒度是4），分兩種情況討論：
1.數據從0字節開始
2.數據從1字節開始
解析：當數據從0字節開始的時候，直接將0-3四個字節完全讀取到寄存器，結算完成了。
當數據從1字節開始的時候，問題很複雜，首先先將前4個字節讀到寄存器，並再次讀取4-7字節的數據進寄存器，接着把0字節，4,6,7字節的數據剔除，最後合併1,2,3,4字節的數據進寄存器，對一個內存未對齊的寄存器進行了這麼多額外操作，大大降低了CPU的性能。
但是這還屬於樂觀情況，上文提到內存對齊的作用之一是平臺的移植原因，因爲只有部分CPU肯幹，其他部分CPU遇到未對齊邊界就直接罷工了。
轉自： 爲什麼要進行內存對齊以及對齊規則