内存对齐的简单解析
看到很多内存对齐的文章都显得模糊了,,,
还是自己总结点简单的吧.
还是通过一个中间概念来了解内存对齐比较好理解些... 自然边界
1.内存对齐的目的:
配合CPU的访问,提高效率
CPU都有最大访问粒度的,最开始是8bits,到现在有16bits,32bits,64bits,128bits (CPU会通过相应的cache line 取出数据)
即,CPU取数据都是有一定类型的,8bits,16bits,32bits,64bits...
但是访问还有一个特点,就是一次只能取到一个自然边界到下一个自然边界之间的数据.( 自然边界根据访问粒度不同而不同,具体为sizeof(T) ),
即要访问一个n字节的数据,那么数据的 起始偏移 应该为n的倍数. 如果n=2,那么就应该是2的倍数地址值.
如果一个2个字节的数据跨越了它的自然边界,cpu需要取出自然边界上边的1个字节,边界下边的一个字节,再组合成一个双字...想想这个过程cpu要干多少事啊...
如果很多这样的数据存在,cpu效率就被降低了...所以很多CPU设计时就对这样的操作触发异常了.
我想说:这是一个空间换时间 空间换效率的时代......内存必定需要对齐了.
例如要取一个四字数据,其实32位CPU还是要两次取出.但是当数据没有对齐的时候,要浪费多少个CPU周期了,多么的恐怖啊...
2.内存对齐的方式
其实数据有一个默认对齐的方式的...即 sizeof(T). 即T类型的数据的起始地址必定是sizeof(T)的倍数...想必自然边界的概念大概明了了...
对齐参数:n n单位为字节...即 对齐长度为n,取n字节的自然边界来对齐. 1,2,4,8,16
对于类型所占长度(字节数) 小于 n 的类型来说,不受其影响,依然按照默认方式对齐.
对于类型所占长度(字节数) 大于或等于n的类型来说,全部强制按照n字节的自然边界对齐.
3.结构体的对齐
结构体内部数据按照内存对齐方式来对齐
但是,结构体本身也需要对齐
圆整,即使结构体两端都对齐于自然边界...前端已用内部数据内存对齐了.剩下的就是拓展结构体大小 使结构体尾端对齐最近的自然边界.