位元組對齊會影響記憶體存取的效率嗎

由於C 的專案做的少，又比較小，所以一直沒有註意位元組對齊的問題，但是，位元組對齊在大規模應用中對記憶體管理和CPU執行效率的影響應是挺大的。本文根據一些資料學習，做一個小總結。

先拋出第一個結論，位元組對齊可以提高CPU的執行效率。                        （建議學習：phpstorm）

#CPU執行指令時從記憶體取得資料是按區塊操作的，區塊的大小可能為2-by

CPU執行指令時從記憶體取得資料是按區塊操作的，區塊的大小可能為2-bytes, 4-bytes 8 -bytes, 16-bytes……

此時，如果CPU讀取4-bytes或以上大小的資料的起始位址為1，則需要至少讀取2個資料區塊，然後再把2個區塊中不需要的資料拋棄，再將有用資料拼接成4-bytes的數據，這明顯增加了CPU的操作，影響了CPU指令的執行效率。如果CPU讀取資料的起始位址在0,4…，則一次只需讀取一個資料區塊，CPU的讀取指令就是一次原子操作。

位元組對齊就是對CPU讀取的每一個數據，都保證其起始位址在資料區塊的起始端，對資料位元組數小於CPU資料區塊（粒度）的值進行擴充，使得其佔用完整的一個粒度的記憶體空間。位元組對齊，節省了CPU進行資料截取和拼接的操作。

另一個結論，位元組對齊有利於優化記憶體。

在結構體中，根據位元組自動對齊原則，結構體

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

#器將採用結構體中位元組數最大的基本型別int的位元組數作為對齊標準，char類型將擴充為4-bytes，因此，sizeof(test)=12，但這樣的記憶體利用效率比較低。

如果透過指定編譯器1位元組對齊，則CPU的執行效率就會降低。

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

為了確保CPU執行效率的條件下最佳化程式的內存，需要調整結構體中資料成員的順序

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

此時，結構體成員b佔用4個位元組，a和c分享後面的4個字節，其中兩個成員佔用前兩個字節，後兩個字節為字節對齊時填充的無效數據，此結構體佔用8個位元組的記憶體空間。 ###

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