内存对齐的规则以及作用

示设置为n字节对齐。 VC6默认8字节对齐 以程序1为例解释对齐的规则 ： St1 ：char占一个字节，起始偏移为0 ，int 占4个字节，min(#pragma pack()指定的数，这个数据成员的自身长度) = 4（VC6默认8字节对齐），所以int按4字节对齐，起始偏移必须为4的倍数，所以起始偏移为4，在char后编译器会添加3个字节的额外字节，不存放任意数据。short占2个字节，按2字节对齐，起始偏移为8，正好是2的倍数，无须添加额外字节。到此规则1的数据成员对齐结束，此时的内存状态为： oxxx|oooo|oo 0123 4567 89 （地址） （x表示额外添加的字节） 共占10个字节。还要继续进行结构本身的对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行，st1结构中最大数据成员长度为int，占4字节，而默认的#pragma pack 指定的值为8，所以结果本身按照4字节对齐，结构总大小必须为4的倍数，需添加2个额外字节使结构的总大小为12 。此时的内存状态为： oxxx|oooo|ooxx 0123 4567 89ab  （地址） 到此内存对齐结束。St1占用了12个字节而非7个字节。   St2 的对齐和st1相同，读者可自己完成。   内存对齐的主要作用是： 1、  平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。 2、  性能原因：经过内存对齐后，CPU的内存访问速度大大提升。具体原因稍后解释。   图一： 这是普通程序员心目中的内存印象，由一个个的字节组成，而CPU并不是这么看待的。   图二： CPU把内存当成是一块一块的，块的大小可以是2，4，8，16字节大小，因此CPU在读取内存时是一块一块进行读取的。块大小成为memory access granularity（粒度） 本人把它翻译为“内存读取粒度” 。   假设CPU要读取一个int型4字节大小的数据到寄存器中，分两种情况讨论： 1、数据从0字节开始 2、数据从1字节开始   再次假设内存读取粒度为4。   图三： 当该数据是从0字节开始时，很CPU只需读取内存一次即可把这4字节的数据完全读取到寄存器中。     当该数据是从1字节开始时，问题变的有些复杂，此时该int型数据不是位于内存读取边界上，这就是一类内存未对齐的数据。   图四：   此时CPU先访问一次内存，读取0—3字节的数据进寄存器，并再次读取4—5字节的数据进寄存器，接着把0字节和6，7，8字节的数据剔除，最后合并1，2，3，4字节的数据进寄存器。对一个内存未对齐的数据进行了这么多额外的操作，大大降低了CPU性能。     这还属于乐观情况了，上文提到内存对齐的作用之一为平台的移植原因，因为以上操作只有有部分CPU肯干，其他一部分CPU遇到未对齐边界就直接罢工了。   图片来自：Data alignment: Straighten up and fly right 如大家对内存对齐对性能的具体影响情况，可以参考上文。