结构体和内存对齐

结构体和内存对齐

1.地址总线，数据总线，机器字长

地址总线：

cpu需要从内存读取数据，需要通过地址总线把地址传到内存，内存准备好数据，输出到地址总线，交给cpu，如果地址总线只有8根， 那么地址只有8为，寻址空间为256个地址，

想使用更大的内存，就需要有更宽的地址总线，32位地址总线可以寻址4G内存

数据总线，机器字长：

每次操作1字节麻烦，就加宽数据总线，一次想操作4字节，就需要用32根数据总线，每次操作字节数就是机器字长

之前有些cpu可以支持访问任意地址，是因为做了很多处理，如果想从地址1开始取8字节数据，cpu会分两次读，第一次是0-7，第二次是8-15

2.内存对齐

2.1内存对齐概念

内存对齐

计算机的内存空间是按照字节进行划分的，但是实际情况，在访问特定的变量需要在特定的地址进行访问，这就需要类型数据按照特定规则排序，而不是按照顺序一个一个存放，这种叫做内存对齐

粒度：cpu一次访问一块内存的大小，我们称之为粒度

32位CPU粒度：4字节，64位CPU粒度：8字节

内存对齐作用：减少CPU访问内存次数，提高CPU读取内存效率

2.2 确定内存对齐方法

每个类型的对齐值就是对齐边界，内存对齐要求数据存储地址以及占用字节数是对齐边界的倍数

所以int32错开两字节，从4开始存

2.3 windows64计算int8对齐边界

64位平台，最大对齐边界只有8字节，int8只有一字节，可以放在任何位置，但是会浪费7字节

2.4 windows64确定int16

int16占两字节，可以从下面地址存

int16占2字节，如果按照1字节对齐需要读两次然后拼接，浪费性能

2.5windows32确定int64

大于的情况，对齐类型大小8，需要从下图存

两字节被占用的情况，对齐到4，就要从下图开始存，浪费更少

3.确定结构体边界

第一个要求:

结构体中，成员内存对齐边界最大的那个，就是这个结构体的对齐边界

第二个要求:

结构体占用字节数需要时结构体对齐边界的倍数(结构体选成员最大对齐边界8)，不够需要扩张

为什么需要限制类型大小等于对齐边界的整数倍，因为不扩大到整数倍，这个结构体类型大小就是22字节，如果后面拼接元素，那么下一个元素就对齐不了

3.2 结构体内存大小

type Student struct {
	a int8 
	b int16
}

func main() {
	var t Student
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(t))//4
}

3.3 嵌套结构体

type Student struct {
	A
	a int8
	b int8
	c int8
	d int8
}
type A struct {
	m int8
}

func main() {
	var t Student
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(t))//输出：5
}

3.4 结构体内存大小

type T struct {
	a int8
	b int8
	c int8
	d int8
	m int8
}

type B struct {
	*T
}

func main() {
	var b B
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(b)) // 8
}

//匿名字段是指针，那么结构体的大小是指针的大小