内存对齐

未对齐

给出一个结构体

type User struct {
	A int32
	B []int32
	C string
	D bool
	E struct{}
}

算出每个字段的 size 和 align

fmt.Printf("User{} size=%d, align=%d\n\n", unsafe.Sizeof(User{}), unsafe.Alignof(User{}))
fmt.Printf("int32 size=%d, align=%d\n", unsafe.Sizeof(int32(0)), unsafe.Alignof(int32(0)))
fmt.Printf("[]int32 size=%d, align=%d\n", unsafe.Sizeof(make([]int32, 0)), unsafe.Alignof(make([]int32, 0)))
fmt.Printf("string size=%d, align=%d\n", unsafe.Sizeof(""), unsafe.Alignof(""))
fmt.Printf("bool size=%d, align=%d\n", unsafe.Sizeof(true), unsafe.Alignof(true))
fmt.Printf("struct{} size=%d, align=%d\n", unsafe.Sizeof(K{}), unsafe.Alignof(K{}))

/*
    结果
	User{} size=56, align=8
	
	int32 size=4, align=4
	[]int32 size=24, align=8
	string size=16, align=8
	bool size=1, align=1
	struct{} size=0, align=1
*/

把结构体的所有字段相加的结果应该为：4 + 24 + 16 + 1 + 0 = 45

但存在结构体补 0 的情况，所以这个结构体理想的大小应该为 8 的倍数 48

分析

结构体 User 有 6 个字段，内存的分布应该为如下：

0 - 7	8 - 15	16 - 23	24 - 31	32 - 39	40 - 47	48 - 55
00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000
11110000	11111111	11111111	11111111	11111111	11111111	10000000
int32	[]int32	[]int32	[]int32	string	string	bool struct{}

修改结构体为：

type User struct {
	A int32
	D bool
	B []int32
	C string
	E struct{}
}

在把 bool 移入到 int32 后面后，内存分布应该为

0 - 7	8 - 15	16 - 23	24 - 31	32 - 39	40 - 47	48 - 55
00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000
11111000	11111111	11111111	11111111	11111111	11111111	00000000
int32 bool	[]int32	[]int32	[]int32	string	string	struct{}

这么看内存应该为 48 但实际上还是 56

同时，即使 struct{} 的 size 为 0 也会以偏移量 1 来占用内存，多余的部分会进行补 0

对齐

修改结构体为：

type User struct {
	A int32
	D bool
	E struct{}
	B []int32
	C string
}

此时的内存分布为

0 - 7	8 - 15	16 - 23	24 - 31	32 - 39	40 - 47	48 - 55
00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000
11111000	11111111	11111111	11111111	11111111	11111111	00000000
int32 bool struct{}	[]int32	[]int32	[]int32	string	string

大小如愿变成了 48