字节对齐

Posted 2021-03-08 jun10ng

字节对齐，又叫内存对齐，个人理解就是一种C++中的类型在内存中空间分配策略。每一种类型存储的起始地址，都要求是一个对齐模数(alignment modulus)的整数倍。问题来了，为什么要有这种策略？计算中内存中的数据就是一个一个的字节（byte），直接按照一个字节一个字节存储就得了，为什么还要那么麻烦。把问题想简单了。

各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问 一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误，那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对 数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。

计算机CPU一次处理可以处理多个字节，就拿32位系统来说，CPU一次可以处理32bit的数据，也就是4个字节。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，假设有一个int型数据，存放在内存地址0x1的位置。CPU要读取这个int数据，并且从地址0x0开始读取数据。一次读取4字节，那么这个int型还有一个字节没有读到，就得再读取一次剩下的那一个字节，并且还要进行位操作，把两次读取的数据合并为一个int型数据。两个字–麻烦，效率太低了。那怎么办呢？为了提高效率，干脆在存储的时候把这个int数据放在内存地址0x4的位置，0x1、0x2、0x3的位置都空着，CPU直接从0x4取数据，只需一次就取到了这个数据，还不用进行位操作。就是拿空间换时间，没办法，谁让现在的存内存越来越大了呢？