緬懷先驅(qū)：提出字節(jié)序概念的以色列裔計(jì)算機(jī)科學(xué)家Danny Cohen¹，于2019-08-22病逝，享年81歲²。

目錄

• 名詞釋義
• 概念由來
• 設(shè)計(jì)原理
• 應(yīng)用場(chǎng)景
• • NBO(Net Bytes Order)
  • HBO(Host Bytes Order)

名詞釋義

Endianness譯作字節(jié)順序，又稱端序、尾序、尾端序。目前主要在存儲(chǔ)或者網(wǎng)絡(luò)傳輸場(chǎng)景中，用于約定多字節(jié)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)或發(fā)送順序。

字節(jié)順序有兩種格式：

• LITTLE-ENDIAN：小字節(jié)序，又稱低字節(jié)序、小端序、小尾序、小尾端
  可速記為：高位高存
• BIG-ENDIAN：大字節(jié)序，又稱高字節(jié)序、大端序、大尾序、大尾端
  可速記為：高位低存

概念由來

計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)都是按字節(jié)表達(dá)、每個(gè)字節(jié)固定8 bit。當(dāng)數(shù)據(jù)較長(zhǎng)時(shí)，我們會(huì)用多個(gè)字節(jié)來表示數(shù)據(jù)，如int數(shù)值需要4個(gè)字節(jié)。

多個(gè)字節(jié)要存儲(chǔ)或者網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，調(diào)用方/發(fā)送方和存儲(chǔ)器/接收方勢(shì)必要約定一個(gè)相同的順序，才能保證數(shù)據(jù)的含義能被對(duì)方正確理解。

比如0xb1b2b3b4這個(gè)16進(jìn)制的int值，一共4個(gè)字節(jié)。如果發(fā)送時(shí)按照0xb1、0xb2、0xb3、0xb4的順序發(fā)送，而接收時(shí)認(rèn)為發(fā)送方是按相反順序返送，則會(huì)任務(wù)接收到的數(shù)據(jù)是0xb4b3b2b1，這就出現(xiàn)理解不一致。

在早期的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，因?yàn)槎嘧止?jié)存儲(chǔ)和傳輸順序并沒有統(tǒng)一規(guī)則，上面的場(chǎng)景經(jīng)常出現(xiàn)，尤其是網(wǎng)絡(luò)通信非常困難。而對(duì)“網(wǎng)絡(luò)傳輸中哪種字節(jié)排序更合適”的爭(zhēng)論一時(shí)沸反盈天，已經(jīng)脫離技術(shù)本身的考慮，實(shí)際的情況卻遲遲得不到改善。

Danny Cohen認(rèn)為：技術(shù)角度并不關(guān)心選擇哪種字節(jié)順序，重要的是行業(yè)需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、大家堅(jiān)持下去。于是在1980年由IETF發(fā)表的《論圣戰(zhàn)與和平訴求》(On Holy Wars and a Plea for Peace)一文中，他引用了《格列佛游記》中的典故，并使用類似文中概念的little-endian和big-endian，分別表示小端序和大端序。自此這個(gè)概念被廣泛采用。

Endianness詞根Endian出自Jonathan Swift的《格列佛游記》，原文如下：

“…我下面要告訴你的是，Lilliput和Blefuscu這兩大強(qiáng)國(guó)在過去的三十六個(gè)月里一直在苦戰(zhàn)。戰(zhàn)爭(zhēng)開始時(shí)由于一下原因：我們大家都認(rèn)為，吃雞蛋前，原始的方法是打破雞蛋較大的一端(big-end)，可是當(dāng)今皇帝的祖父小時(shí)候吃雞蛋，一次按古法打雞蛋時(shí)碰巧將一個(gè)手指弄破了，因此他的父親，當(dāng)時(shí)的皇帝，就下了一道赦令，命令全體臣民吃雞蛋是打破雞蛋較小的一端(little-end)，違令者重罰。老百姓們對(duì)這項(xiàng)命令極為反感。歷史告訴我們，由此曾發(fā)生過六次叛亂，其中一個(gè)皇帝送了命，另一個(gè)丟了王位。這些判斷大多都是由Blefuscu的王國(guó)大臣們煽動(dòng)起來的。叛亂平息后，流亡的人總是逃到那個(gè)帝國(guó)區(qū)尋求避難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，先后幾次有一萬一千人情愿受死也不肯去打破雞蛋較小的一端。關(guān)于這一爭(zhēng)端，曾出版過幾百本大部著作，不過大端派(big-endians)的書一直是受禁的，法律也規(guī)定該派的任何人不得做官。"

雞蛋從哪頭打破，怎么會(huì)有哪種更合適呢？對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展又有什么意義呢？Swift寫這段故事，其實(shí)是諷刺當(dāng)時(shí)法國(guó)和英國(guó)的時(shí)政，認(rèn)為真正重要的事情得不到關(guān)注、而在一些毫無意義的事情上爭(zhēng)論不休。

這就是大端序和小端序的由來。下面介紹下兩種排序的具體原理。

設(shè)計(jì)原理

我們假設(shè)有一個(gè)int值0xb1b2b3b4（0x前綴代表16進(jìn)制，共4個(gè)字節(jié)），要存入0x0000開頭的內(nèi)存地址（實(shí)際地址比這個(gè)要長(zhǎng)，這里僅用作演示）。

那么兩種規(guī)則的存放方式對(duì)比如下：

規(guī)則內(nèi)存
0x0000內(nèi)存
0x0001內(nèi)存
0x0002內(nèi)存
0x0003

big-endian	0xb1	0xb2	0xb3	0xb4
little-endian	0xb4	0xb3	0xb2	0xb1

上表體現(xiàn)了大端序和小端序的形式和區(qū)別，可以概括如下：

• big-endian：高位字節(jié)存儲(chǔ)在內(nèi)存低位，簡(jiǎn)單理解為高(大)位字節(jié)(高位代表2的更大指數(shù)，數(shù)值也更大)先出現(xiàn)。
• little-endian：高位字節(jié)存儲(chǔ)在內(nèi)存高位，簡(jiǎn)單理解為低(小)位字節(jié)先出現(xiàn)。

應(yīng)用場(chǎng)景

NBO(Net Bytes Order)

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，普遍理解為TCP/IP協(xié)議中使用的字節(jié)序。
Danny Cohen當(dāng)時(shí)確定的就是網(wǎng)絡(luò)層面的字節(jié)序規(guī)則，最終TCP/IP各層協(xié)議統(tǒng)一采用Big-Endian。

HBO(Host Bytes Order)

個(gè)人對(duì)處理器不甚了解，以下文字來自網(wǎng)絡(luò)。

在現(xiàn)代“馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)”的計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)都是采用二進(jìn)制來存儲(chǔ)、以字節(jié)(Byte)為單位、每個(gè)字節(jié)包含8位二進(jìn)制數(shù)字(8 bits)。
目前有兩大陣營(yíng)，那就是Motorola的PowerPC系列CPU和Intel的x86系列CPU。PowerPC系列采用Big-Endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而x86系列則采用Little-Endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

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大端和小端的形成有其歷史原因，我們?cè)诶斫獾幕A(chǔ)上，要明白發(fā)展才是硬道理。
得益于高級(jí)語言的發(fā)展，在現(xiàn)在的軟件開發(fā)基本不需關(guān)心字節(jié)序（除非是socket編程），如Java這類跨平臺(tái)移植的語言由虛擬機(jī)屏蔽了字節(jié)序問題。

JAVA虛擬機(jī)中多字節(jié)類型數(shù)據(jù)的存放順序，也就是JAVA字節(jié)序是Big-Endian。
可參考資料：

• https://www.cnblogs.com/Alandre/p/4878841.html
• https://www.cnblogs.com/thbCode/p/6018308.html

以上就是對(duì)little-endian和big-endian的全部介紹。

對(duì)內(nèi)存對(duì)齊有興趣的朋友，可參考下面文章：

• https://www.cnblogs.com/leezhm/archive/2011/07/19/2110864.html
• https://www.cnblogs.com/thbCode/p/6018308.html

待更新：

• 為什么一個(gè)字節(jié)定義為8 bit，定義長(zhǎng)一些、足夠存儲(chǔ)最大的數(shù)據(jù)不就行了嗎？
• Java處理字節(jié)序的具體實(shí)現(xiàn)是怎么，如何將bit/byte輸出為最終數(shù)據(jù)？
• 開發(fā)中常見的數(shù)據(jù)檢索、內(nèi)存匹配等操作，是如何進(jìn)行的、字節(jié)序如何運(yùn)作？

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https://en.wikipedia.org/wiki/Danny_Cohen_(computer_scientist) ??

https://www.oschina.net/news/109269/danny-cohen-has-died ??

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的什么是Little Endian和Big Endian？（Endianness：字节序、端序、尾序）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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