前文

話說今天在用uintptr進行指針運算的時候，突然想起來有個內存對齊的東西，那么對這個uintptr計算是否會有影響？

帶著疑問，開始吧。

你將獲得以下知識點：
1.什么是內存對齊？
2.為什么需要內存對齊？
3.如何進行內存對齊？
4.golang的內存對齊如何體現？
5.如何利用內存對齊來優化golang？

正文

1.什么是內存對齊？

在想象中內存應該是一個一個獨立的字節組成的。像這樣：

事實上，人家是這樣的：

內存是按照成員的聲明順序，依次分配內存，第一個成員偏移量是0，其余每個成員的偏移量為指定數的整數倍數（圖中是4）。像這樣進行內存的分配叫做內存對齊。

2.為什么需要內存對齊？

原因有兩點：

平臺原因

并不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數據，會直接報錯的！
（解釋：比如說有的cpu讀取4個字節數據，要是沒有內存對齊，從1開始那么內存就需要把0-7字節的全部取出來，再剔除掉1/5/6/7，增加了額外的操作，cpu不一定能這么搞，自然就報錯了）

性能原因

訪問未對齊的內存，需要訪問兩次；如果對齊的話就只需要一次了。
（解釋：比如取int64，按照8個位對齊好了，那獲取的話直接就是獲取8個字節就好了，邊界好判斷）

3.如何進行內存對齊？

二個原則：
1.具體類型，對齊值=min(編譯器默認對齊值，類型大小Sizeof長度)
2.struct每個字段內部對齊，對齊值=min(默認對齊值，字段最大類型長度)

4.golang的內存對齊如何體現？

4.1 結構體的相同成員不同順序

結構體是平時寫代碼經常用到的。相同的成員，不同的排列順序，會有什么區別嗎？

舉個例子：

func main() {fmt.Println(unsafe.Sizeof(struct {i8 int8i16 int16i32 int32}{}))fmt.Println(unsafe.Sizeof(struct {i8 int8i32 int32i16 int16}{})) }

輸出：

8 12

what？竟然不一樣。
分析一波：需要內存對齊的話，因為最大是int32，所以最終記過必須是4個字節的倍數才能對齊。
當8-16-32的時候，類似這樣|x-xx|xxxx|。
當8-32-16的時候，類似這樣|x—|xxxx|xx–|。
一眼就看出了大小了。

這里的為什么是x-xx而不是xxx-需要說明下。因為當int8放入內存的時候，其占坑1個字節，對齊值為1，而int16占坑2個字節，對齊值為2，所以說會先偏移2個字節從第三個字節才開始放int16的數

4.2指針運算

現在對結構體Test通過指針計算的方式進行賦值。
Test內存情況：|x-xx|xxxx|。需要注意的是這里的“-”需要多計算一個字節才行。

type Test struct {i8 int8i16 int16i32 int32 }func main() {var t = new(Test)// 從0開始var i8 = (*int8)(unsafe.Pointer(t))*i8 = int8(10)// 偏移int8+1的字節數，注意這里有個1！！！ var i16 = (*int16)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(t))+ uintptr(1) + uintptr(unsafe.Sizeof(int8(0)))))*i16 = int16(10)// 偏移int8+1+int16+的字節數，注意這里有個1！！！ var i32 = (*int32)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(t)) + uintptr(1) + uintptr(unsafe.Sizeof(int8(0))+uintptr(unsafe.Sizeof(int16(0))))))*i32 = int32(10)fmt.Println(*t) }

輸出：

{10 10 10}

附上兩個神器：

功能函數

獲取對齊值	unsafe.Alignof(t.i16)
獲取偏移值	unsafe.Offsetof(t.i16)

5.如何利用內存對齊來優化golang？

5.1 結構體占用內存過大的問題

根據計算對齊值進行成員順序的拼湊，可以一定程度上縮小結構體占用的內存。

5.2 指針運算的坑

通過分析偏移量和對齊值，準確計算每個成員所偏移的位數，避免算錯。

延伸閱讀

Go語言實戰筆記（二十六）| Go unsafe 包之內存布局

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Golang优化之内存对齐的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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