alignas说明符与'new‘一起工作吗？

Question

我的问题很简单；

alignas说明符与'new‘一起工作吗？也就是说，如果一个结构被定义为要对齐，那么当使用new分配时，它是否会被对齐？

Answer 1

在使用C++17之前，如果您的类型的对齐方式没有过度对齐，那么可以使用默认的new。“Over- alignment”表示您在alignas中指定的对齐方式大于alignof(std::max_align_t)。默认new或多或少会意外地使用非过度对齐类型；默认内存分配器总是以等于alignof(std::max_align_t)的对齐方式分配内存。

但是，如果您的类型对齐过度，那么您就不走运了。无论是默认的new，还是您编写的任何全局new操作符，都无法知道类型所需的对齐方式，更不用说为其分配适当的内存了。解决这种情况的唯一方法是重载类的operator new，这将能够查询类与alignof的对齐情况。

当然，如果这个类被用作另一个类的成员，这就没有什么用处了。除非另一个类也重载了operator new。所以像new pair<over_aligned, int>()这样简单的东西是行不通的。

C++17 adds a number of memory allocators，给出正在使用的类型的对齐方式。这些分配器专门用于过度对齐的类型(或者更具体地说，new-extended over-aligned types)。因此，new pair<over_aligned, int>()将在C++17中工作。

当然，这只在分配器处理过度对齐的类型时有效。

Answer 2

不不是的。该结构将被填充到所请求的对齐方式，但不会对齐。然而，这有可能是allowed in C++17 (这个C++17提案存在的事实应该很好地证明这不能在C++11中工作)。

我已经看到这似乎与一些内存分配器一起工作，但这纯粹是运气。例如，一些内存分配器会将它们的内存分配与所请求大小的2的幂(最大4KB)对齐，作为对分配器的优化(减少内存碎片，可能会更容易重用先前释放的内存，等等)。但是，我测试的OSX10.7和CentOS 6系统中包含的新的/malloc实现没有做到这一点，并且使用以下代码失败：

#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

struct alignas(8)   test_struct_8   { char data; };
struct alignas(16)  test_struct_16  { char data; };
struct alignas(32)  test_struct_32  { char data; };
struct alignas(64)  test_struct_64  { char data; };
struct alignas(128) test_struct_128 { char data; };
struct alignas(256) test_struct_256 { char data; };
struct alignas(512) test_struct_512 { char data; };

int main() {
   test_struct_8   *heap_8   = new test_struct_8;
   test_struct_16  *heap_16  = new test_struct_16;
   test_struct_32  *heap_32  = new test_struct_32;
   test_struct_64  *heap_64  = new test_struct_64;
   test_struct_128 *heap_128 = new test_struct_128;
   test_struct_256 *heap_256 = new test_struct_256;
   test_struct_512 *heap_512 = new test_struct_512;

#define IS_ALIGNED(addr,size)   ((((size_t)(addr)) % (size)) == 0)

   assert(IS_ALIGNED(heap_8, 8));
   assert(IS_ALIGNED(heap_16, 16));
   assert(IS_ALIGNED(heap_32, 32));
   assert(IS_ALIGNED(heap_64, 64));
   assert(IS_ALIGNED(heap_128, 128));
   assert(IS_ALIGNED(heap_256, 256));
   assert(IS_ALIGNED(heap_512, 512));

   delete heap_8;
   delete heap_16;
   delete heap_32;
   delete heap_64;
   delete heap_128;
   delete heap_256;
   delete heap_512;

return 0;
}