类的内存对齐

Question

我正在使用Game Engine Architecture这本书的帮助来开发一个内存管理器。目前，我正在阅读关于内存对齐的文章(在书中和web中)，我不确定如何在类中正确使用对齐。我理解内存对齐的概念(例如，4字节的数据块应该位于以0x0、0x4、0x8或0xC结尾的地址)，但在书中的allocateAligned()-function中有一条评论说对齐必须是2的幂。如果我有一个有两个int和一个char的类，sizeof(classs)告诉我，这个类有12个字节大。那么，你会传递32作为对齐吗？这会不会浪费内存，并可能导致碎片？

我的问题是，类如何正确地对齐，你能给我解释得更详细些吗(如果你想对齐更大的数据块，比如121字节，会发生什么)，对更大的数据块进行对齐有意义吗(因为如果我得到的信息正确的话，处理器在一次调用中只获取8个字节)？

Answer 1

类型的对齐方式永远不能大于类型的大小。这是因为在数组中，元素之间不能有填充。

但是，同样重要的是，类型的对齐方式可能比类型的大小更小。

让我们考虑一下您的类类型:它有三个成员，两个4字节的整数和一个2字节的整数。让我们假设4字节整数的对齐方式是4字节，而2字节整数的对齐方式是2字节(这很常见)。在这种情况下，类类型的对齐方式只有4个字节。它可以位于任何4字节的边界上，并且它的每个成员都将正确对齐。

这就是为什么你的类类型有两个字节的填充: 12可以被4整除，但10不能。如果您的类没有填充，它的大小将只有10个字节，并且在元素数组中，一半的对象将未对齐。

Answer 2

类型的对齐方式可以小于但不大于其大小。在典型的32位实现中，您的

struct X {
    int a;
    int b;
    char c;
};

可能会有sizeof(X) == 12和alignof(X) == 4。显然，您不能每四个字节都有一个X，因为它们会重叠，但是对齐意味着0x1000、0x1004、0x1008和0x100c都是您可以开始X的潜在位置。

请注意，sizeof返回的类型大小始终是对齐的倍数，因为sizeof指定了数组元素之间的字节数，而您不希望对齐数组中的第一个条目而不是第二个条目。