內存對齊、內存佈局是怎麼回事

原創

2022-04-30 12:24

字長（word size）

字長（word size），指的是 CPU 一次可以訪問數據的最大長度：

下邊是一個結構體的兩種內存佈局方式

代碼

type Foo struct {
    A int8 // 1
    B int8 // 1
    C int8 // 1
}

type Bar struct {
    x int32 // 4
    y *Foo  // 8
    z bool  // 1
}

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你覺得 Bar 對象會佔用多少的內存？可能很多人會下意識地回答 13

會回答 13 是因爲你覺得該結構體的內存分配是下面這樣按順利分配的。

按照前面所介紹的 word size 爲 8 來計算，使用這種分配方式，當你訪問 bar.y 的時候，CPU 需要訪問內存兩次。

而如果使用下面這種方式，當你再次訪問 bar.y 的時候，CPU 需要訪問內存一次。

因此真正的答案是 24，這是一種典型的用空間換時間的方法 — 內存對齊

func main() {
    var bar Bar
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(bar))  // 24
}

從以上可以發現，我們定義的結構體雖然不大，只佔用 24個byte，但實際有用的只有 13 的byte，內存使用率只有 50% 左右，很有優化的必要性。

如果將第三個屬性挪 y 的前面

那就可以省下來 1 個 byte 了

func main() {
    var bar Bar
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(bar))  // 16
}

看完了上面的介紹，想必你一定有一個疑問： Foo 結構體實際佔用 3個byte，爲什麼 Bar.y 卻要佔用 8個 byte 呢？

type Foo struct {
    A int8 // 1
    B int8 // 1
    C int8 // 1
}

type Bar struct {
    x int32 // 4
    y *Foo  // 8
    z bool  // 1
}

因爲 Bar.y 表示的是一個指針，而指針的對齊係數是 8

func main() {
    var bar Bar
    fmt.Println(unsafe.Alignof(bar.y))  // 8
}

你大可將 y 改成普通對象

type Foo struct {
    A int8 // 1
    B int8 // 1
    C int8 // 1
}

type Bar struct {
    x int32 // 4
    y Foo  // 3
    z bool  // 1
}

這樣一來，bar 對象就只佔用一個字長

func main() {
    var bar Bar
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(bar)) // 8
}

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