由于C++的項(xiàng)目做的少，又比較小，所以一直沒(méi)有注意字節(jié)對(duì)齊的問(wèn)題，但是，字節(jié)對(duì)齊在大規(guī)模應(yīng)用中對(duì)內(nèi)存管理和CPU執(zhí)行效率的影響應(yīng)是挺大的。本文根據(jù)一些資料學(xué)習(xí)，做一個(gè)小總結(jié)。

首先拋出第一個(gè)結(jié)論，字節(jié)對(duì)齊可以提高CPU的執(zhí)行效率。

根據(jù)（1）中分析，CPU執(zhí)行指令時(shí)從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)是按塊操作的，塊的大小可能為2-bytes, 4-bytes, 8-bytes, 16-bytes……

上圖所示4-bytes塊，此時(shí)，如果CPU讀取4-bytes或以上大小的數(shù)據(jù)的起始地址為1，則需要至少讀取2個(gè)數(shù)據(jù)塊，然后把2個(gè)塊中不需要的數(shù)據(jù)拋棄，再將有用數(shù)據(jù)拼接成4-bytes的數(shù)據(jù)，這明顯增加了CPU的操作，影響了CPU指令的執(zhí)行效率。如果CPU讀取數(shù)據(jù)的起始地址在0,4……，則一次只需要讀一個(gè)數(shù)據(jù)塊，CPU的讀取指令就是一次原子操作。

字節(jié)對(duì)齊就是對(duì)CPU讀取的每一個(gè)數(shù)據(jù)，都保證其起始地址在數(shù)據(jù)塊的始端，對(duì)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)小于CPU數(shù)據(jù)塊（粒度）的值進(jìn)行擴(kuò)充，使得其占用完整的一個(gè)粒度的內(nèi)存空間。字節(jié)對(duì)齊，節(jié)省了CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)截取和拼接的操作。

另一個(gè)結(jié)論，字節(jié)對(duì)齊有利于優(yōu)化內(nèi)存。

在結(jié)構(gòu)體中，根據(jù)字節(jié)自動(dòng)對(duì)齊原則，結(jié)構(gòu)體

typedef?struct?_test?{
char?a;
int?b;
char?c;
}?test;

編譯器將采用結(jié)構(gòu)體中字節(jié)數(shù)最大的基本類(lèi)型int的字節(jié)數(shù)作為對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)，char類(lèi)型將擴(kuò)充為4-bytes，因此，sizeof(test)=12，但是這樣的內(nèi)存利用效率比較低。

如果通過(guò)指定編譯器1字節(jié)對(duì)齊，則CPU的執(zhí)行效率就會(huì)降低。

#praama?pack(1)
typedef?struct?_test?{
char?a;
int?b;
char?c;
}?test;
#pragma?pack()

為了保證CPU執(zhí)行效率的條件下優(yōu)化程序的內(nèi)存，需要調(diào)整結(jié)構(gòu)體中數(shù)據(jù)成員的順序

typedef?struct?_test?{
int?b;
char?a;
char?c;
}?test;

此時(shí)，結(jié)構(gòu)體成員b占用4個(gè)字節(jié)，a和c分享后面的4個(gè)字節(jié)，其中兩個(gè)成員占用前兩個(gè)字節(jié)，后兩個(gè)字節(jié)為字節(jié)對(duì)齊時(shí)填充的無(wú)效數(shù)據(jù)，此結(jié)構(gòu)體占用8個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間。