内存对齐应用于三种数据类型中:struct、class、union;为什么要内存对齐:提高内存访问效率,减少cpu访问内存次数用sizeof运算符可以得到整个结构体占用内存的大小。 注意:整个结构体占用内存的大小不一定等于全部成员占用内存之和。内存对齐:#pragma pack(字节数) 如果用1,那么内存之间就没有空隙了合理使用内存对齐规则,某些节省内存的做法可能毫无意义。 位域:位域定义与结构体定义相仿,其形式为:struct 位域结构名{ 位域列表 }其中位域列表的形式为:type [member_name] : width;图片结构体内存对齐规则:1、首先看有没有 遵循以上规则,做一些练习:以下都以32位操作系统为例(32位和64位下数据类型有一些区别,例如long在32位系统下占4字节,在64位下占8字节;指针在32下占4字节,在64下占8字节)struct A ;当结构体中的最大的数据类型的大小 小于 宏定义的大小时,就会以结构体中最大的数据类型的大小来进行内存对齐#pragma pack(8) struct test { char a; int
使用伪代码表示: min(#pragma pack, 结构最大数据成员长度) * N 规则2 在数据成员完成各自对齐之后,结构(或联合)本身也要进行对齐,对齐也按照#pragma pack指定的数值和结构 规则3 如果没有使用#pragma pack指令来显式的指定内存对齐的字节数,则按照默认字节数来对齐,各个平台的默认对齐规则如下:32位CPU默认按照4字节对齐;64位CPU默认按照8字节对齐。 } struct x{ char a; //4 char b; int i; //4 }; int main() { cout << sizeof(x); //8 } 上面两个如果在#pragma pack(8)下也是一样,因为int是4个字节,小于8,所以是4字节对齐 struct x{ long long a; //8 char b; //
内存对齐 内存 CPU要想从内存读取数据,需要通过地址总线,把地址传输给内存,内存准备好数据,输出到数据总线 若是32位地址总线,可以寻址[0,2的32次方-1],占用内存4g 有些CPU是能够支持访问任意地址的 内存对齐的收益 提高代码平台兼容性 优化数据对内存的使用 避免一些内存不对齐带来的坑 有助于一些源码的阅读 为什么要对齐 列举一些常见的单位 位 bit 计算机内存数据存储的最小单位 字节 byte ,为了访问未对齐的内存,处理器需要作2次内存访问,而内存对齐就只需要一次访问 64位字的安全访问保证 在x86-32上,64位函数使用Pentium MMX之前不存在的指令。 ,然后是第二个成员b,它要对齐到8字节,但是接下来的地址对8取模不等于0,所以要往后移。 Golang 是否有必要内存对齐? Go 的内存对齐和指针运算详解和实践
这不坑我么.内存占用直接多出一倍. 探索 通过查找资料, 发现了这样一个名词: 内存对齐. 什么是内存对齐呢? 而GO编译器在编译的时候, 为了保证内存对齐, 对每一个数据类型都给出了对齐保证, 将未对齐的内存留空. 如果一个类型的对齐保证是4B, 那么其数据存放的起始地址偏移量必是4B 的整数倍. 别急, 再看一下结构体的对齐保证, 发现是8B. 上面不是8B 的整数倍, 往后补零. 结构体的对齐保证, 为其成员变量对齐保证的最大值. why 那么编译器为什么要做内存对齐这种事情呢? 思路很简单, 将对齐保证小的放到前面, 试一下: type Test struct { b bool by byte i8 int8 i3 int32 i64 int64 } func
没有内存对齐机制: 内存对齐后: 对齐系数 每个特定平台上的编译器都有自己的默认"对齐系数",常用平台默认对齐系数如下: 32位系统对齐系数是4 64位系统对齐系数是8 这只是默认对齐系数,实际上对齐系数我们是可以修改的 8,int32、[]int32、string、bool对齐值分别是4、8、8、1,占用内存大小分别是4、24、16、1,我们先根据第一条对齐规则分析User: 第一个字段类型是int32,对齐值是4,大小为 第二个字段类型是[]int32,对齐值是8,大小为24,按照第一条规则,偏移量应该是成员大小24与对齐值8中较小那个的整数倍,那么偏移量就是8,所以4-7位会由编译进行填充,一般为0值,也称为空洞,第9 第三个字段类型是string,对齐值是8,大小为16,所以他的内存偏移值必须是8的倍数,因为user前两个字段就已经排到了第32位,所以offset为32正好是8的倍数,不要填充,从32位到48位是第三个字段 根据第一条规则分析后,现在结构所占大小为49字节,我们再来根据第二条规则分析: 根据第二条规则,默认对齐值是8,字段中最大类型程度是24,所以求出结构体的对齐值是8,我们目前的内存长度是49,不是8的倍数
内存对齐的规则通常涉及以下几个方面: 基本对齐规则: 数据的起始地址必须是其大小的整数倍。例如,一个4字节的整数应该从4的倍数地址开始,一个8字节的双精度浮点数应该从8的倍数地址开始。 数组对齐规则: 数组的对齐要求通常受到数组元素的对齐要求的影响。例如,如果数组中的元素要求8字节对齐,那么整个数组也需要8字节对齐。 指针对齐规则: 指针的对齐要求通常与其指向的数据类型相关。 例如,一个指向整数的指针可能要求4字节对齐,而一个指向双精度浮点数的指针可能要求8字节对齐。 自定义对齐规则: 在某些情况下,可以使用编译器提供的指令或属性来自定义对齐规则。 :4 字节对齐 double:8 字节对齐 指针:通常为4或8字节对齐,取决于系统和编译器 结构体对齐规则: 结构体的对齐要求通常是其成员中最大对齐要求的倍数。 char a; int b; short c; }; 上述示例中,alignas(8) 表示要求 MyStruct 对齐到8字节边界。
相信大家都听说过内存对齐的概念,不过这里还是通过一个现象来引出本篇话题。 答案是编译器替我们做了内存对齐。 所以基于性能的考虑某些CPU会强制只能读取8的倍数的内存,而这也导致了编译器再此类平台上编译时必须做内存对齐。 但做内存对齐后: 总共占用20个字节,I64这个字段的内存地址是8-15,为了将这个字段加载到寄存器中,只需要一次内存IO即可。 参考资料 字 (计算机)) 带你深入理解内存对齐最底层原理
00491889 &(dsptr->ratio) = 0049188A Offset of signature = 0 Offset of version = 3 Offset of width = 8
当然,如果你以前没有接触过内存对齐的话,那么对你来说上面的内容可能过于言简意赅,在继续学习之前我建议你阅读以下资料,有助于消化理解: 内存布局 图解 Go 之内存对齐 Dig101-Go之聊聊struct 的内存对齐 在 Go 中恰到好处的内存对齐 Go 结构体的内存布局 Golang 是否有必要内存对齐 测试 我构造了一个 struct,它有一个特征:字段按照一小一大的顺序排列,如果不看注释中的 Sizeof 究其原因是因为内存对齐的缘故导致各个字段之间可能存在 padding。那么有没有简单的方法来减少 padding 呢? m memAlign fmt.Println(unsafe.Sizeof(m)) } 结果答案变成了 56,比 72 小了很多,不过还是比 51 大,说明还是存在 padding,这是因为不仅字段要内存对齐 ,struct 本身也要内存对齐。
内存对齐的概念 引入代码 众所周知,C++的空类占用1个字节的内存空间,非空类占用的空间与类内的成员有关。 但实际t1,t2,t3的输出为12 8 8,不仅大小与理论不符,t1所占空间还要大于后两者。 这是因为成员变量的存储并不是连续的,而是根据一定的块大小存储(一般默认为4),这就是所谓的内存对齐。 内存对齐的规则 对齐系数与有效对齐值 首先明确两个概念 对齐系数:每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。 有效对齐值:是给定值#pragma pack(n)和类中最长数据类型长度中较小的那个,也叫对齐单位。比如vs中默认对齐系数为8,但该类中最长数据类型int为4,则有效对齐值为4。 (即编译器只会按照1、2、4、8、16的方式分割内存,其他值无效) 图示 test的内存分配如下 如果把使用#pragma pack(n)把默认的对齐系数改为1,代码如下 #include<iostream
举个栗子看下内存对齐对寻址效率的提升: 图中变量 A占据 4 字节的空间,变量B占据8字节空间,内存对齐后,CPU 读取变量 B 的值只需要进行一次内存访问。 如果不进行内存对齐,CPU 读取变量B的值需要进行 2 次内存访问。第一次访问得到B的第4-7位置4 个字节,第二次访问得到变量B的8-11位置后4个字节。 :占用字节数 4 对齐系数: 4 string 类型:占用字节数 16 对齐系数: 8 bool 类型:占用字节数 1 对齐系数: 1 map 类型:占用字节数 8 对齐系数: 8 chan 类型 :占用字节数 8 对齐系数: 8 interface 类型:占用字节数 16 对齐系数: 8 array 类型:占用字节数 32 对齐系数: 8 slice 类型:占用字节数 24 对齐系数: 8 再来看看变量顺序是经过排序的Coder2,看看内存对齐带来的影响 // 64位操作系统 对齐系数 8 type Coder1 struct { GoPer bool Age int32
int main() { printf("Size of struct stu: %lu\n", sizeof(struct stu)); return 0; } A. 6 B. 8 内存对齐是指将数据的起始地址放在某个特定的地址边界上,例如,4字节对齐、8字节对齐等。对齐的方式取决于编译器的默认设置和目标硬件平台。 编译器对齐选项:不同的编译器提供了不同的对齐选项,可以通过预处理指令或编译器选项来控制对齐方式。 VS中,存在一个默认对齐数,大小为8字节。 避免过度对齐:在某些情况下,过度对齐可能会导致内存浪费和性能下降。因此,在设计结构体时,应根据实际需求合理选择对齐方式。 为什么要内存对齐 提高内存访问效率 内存对齐的主要目的是提高内存访问效率。 现代计算机的内存系统通常以块为单位进行访问,每个块的大小通常是2、4、8字节等。如果数据的地址与块的边界对齐,那么内存系统可以更高效地访问数据。
最近读文档,发现对内存对齐的概念不太明白。 内存对齐的原则: 数据成员对齐规则:结构(struct)(或联合(union))的数据成员,第一个数据成员放在offset为0的地方,以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小或者成员的子成员大小(只要该成员有子成员 (struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储.) .....[15] 原则1 float height; //[16]..[19],总长要为8的整数倍,补齐[20]...[23] 原则3 } BB; typedef ,也就是没有内存对齐,可以再次运行实验。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员变量大小的较小值。 VS 中默认的值为 8 Linux中 gcc 没有默认对齐数,对齐数就是成员自身的大小 3. int i 对齐完后,偏移量为7,下一个偏移量为8,是char类型对齐数的整数倍 char c2:占用1个字节 -偏移量为8 到这里结构体占用了9个字节 填充:1个字节,结构体的总大小是最大对齐数的倍数 struct S3的最大对齐数为8,因此s3应该从偏移量为8的位置开始对齐 填充:7个字节 -- 确保下一个地址的偏移量为8的倍数 struct S3 s3:占用16个字节 struct S3 s3 对齐完后,偏移量为23,下一个偏移量为24,是doubler类型对齐数的整数倍 double:占用8个字节 -偏移量为31 到这里结构体占用了32字节,结构体的总大小是最大对齐数(含嵌套结构体成员的对齐数 )的倍数,在这里,最大对齐数为8。
二、结构体内部 内存布局的观察 我们在一个代码案例中看到编译器输出的结构是8 / 12;但是我们知道char类型的内存大小位一个字节,int类型的内存大小位4个字节;为什么S1的内存大小是8个字节而不是 这里就解释了,为什么S1的内存大小是8个字节而不是6个字节,因为结构体的内存分配中存在未被使用的地址空间。 三、内存对齐方式 我们虽然通过测试,明白了案例一的内存空间分配情况。 c2要对齐,本身大小为1,对齐数为8;所以对齐到1的整数倍的地址,即为地址1; i也要对齐,本身大小为4,对齐数为8;所以对齐到4的整数倍的地址,即为地址4; s2结构体: c1是第一个成员,在与结构体变量偏移量为 i本身大小为4,对齐数为8;所以对齐到4的整数倍的地址,即为地址4; c2本身大小为1,对齐数为8;所以对齐到1的整数倍的地址,,但是0~7的地址空间被占用,所以c2起始地址为8; 那么我们再来看一个结构体 既满足内存对齐,又节省空间 *五、修改默认对齐数 我们在对齐规则中,我们知道visual studio的默认对齐数是8,但是gcc编译器(Linux)无默认对齐数。
关于 Golang 内存对齐,昨天已经写了一篇「浅谈Golang内存对齐」,可惜对一些细节问题的讨论语焉不详,于是便有了今天这篇「再谈Golang内存对齐」。 位对齐,也就是是 8 的倍数。 ,所以 g 的偏移量是 4 而不是 8,如此一来,虽然 groupcache 内部通过 _ int32 实现了相对的 64 位对齐,但是因为外部没有实现 64 位对齐,所以在执行 atomic 操作的时候 为什么不换成 [12]byte,取 8 个 byte 做 statep,剩下的 4 个 byte 做 semap? 想要搞清楚这个问题,我们需要回顾一下 golang 关于内存对齐保证的描述: For a variable x of any type: unsafe.Alignof(x) is at least 1.
— 【自定义类型:结构体】:类型声明、结构体变量的创建与初始化、内存对齐、传参、位段 1、什么是内存对齐 内存对齐(Memory Alignment)是指数据在内存中的存储地址必须是某个值的整数倍(通常是 2、4、8等2的幂次方)。 3、对齐规则详解 3.1 基本数据类型的自然对齐 char:1字节对齐 short:2字节对齐 int/float:4字节对齐 double/long long:8字节对齐(32位系统可能 4字节) 指针:4字节(32位)或8字节(64位)对齐 3.2 结构体的对齐规则 结构体的对齐要求是其成员中最大对齐要求的那个值 结构体的大小必须是其对齐要求的整数倍 每个成员的偏移量必须是其自身对齐值的整数倍 本文我们介绍了C语言以及C++的内存对齐问题。
,这就是ios 中内存字节对齐现象 内存对齐规则 每个特定平台上的编译器都有自己的默认"对齐系数",程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n),n=1,2,4,8,16 来改变这一系数,其中 n 就是对齐系数,在 ios 中,xcode 默认是#pragma pack(8),即 8 字节对齐 内存对齐原则主要分为以下三点 原则1: 数据成员的对齐规则可以理解为 min(m,n)的公式,其中 需要的内存大小为 21,而其中最大变量为 8 字节,根据内存对齐原则,MyStruct1 的内存大小必须是 8 的倍数,向上取整到 24,所以 sizeof 的结果是 24 MyStruct2 内存大小计算 8 字节对齐,8 字节对齐已经足够满足对象的需求了 apple 系统为了防止一切的容错,采用的是 16 字节对齐,主要是因为采用 8 字节对齐时,两个对象的内存会紧挨着, 总结 综合前文提到的获取内存大小的方式 , class_getInstanceSize:采用的是 8 字节对齐,参照对象属性内存大小 malloc_size:采用 16 字节对齐,参照整个对象的内存大小,对象实际分配内存的大小必须是 16 的倍数
内存对齐 创建一个结构体,在里面定义各种变量,变量的定义顺序会影响结构体最终占用的空间。 8 }; struct B { char name[20]; //20 16+4 补4 double score; //8 int age; //4 补 ", sizeof(ba)); return 0; } 上面代码的运行结果: 有如下要点: 字符可以拆分 字符可以和整形变量合并 结构体内嵌套结构体,占用空间不变:结构体本身已经进行了内存对齐 考虑内存对齐,只需要考虑基本数据类型的对齐。 尽量把大的内存放到后面写。 联合体中各个变量共用同一段内存。选中占用空间最大的变量对齐。
什么是内存对齐, 为啥要内存对齐?在解释什么是内存对齐之前,我们需要先了解一下CPU和内存数据交互的过程。CPU和内存是通过总线进行数据交互的。 CPU时,64位的机器(一次可以原子读取8字节)在内存对齐和不对齐的情况下A变量都只需要原子读取一次就行, 但是对齐后B变量的读取只需一次, 而不对齐的情况下,B需要读取2次,且需要额外的处理牺牲性能来保证 内存对齐的规则是什么?内存对齐主要是为了保证数据的原子读取, 因此内存对齐的最大边界只可能为当前机器的字长。 align 8 字节c int32 // 4 字节====> max align 4 字节}[image.png]TestStruct2 内存占用大小分析:最大对齐边界为8字节,总体字节数 案例三type TestStruct3 struct {a int8b int64c struct{}}[image.png]TestStruct3 内存占用大小分析:最大对齐边界为8字节,总体字节数