iOS之内存管理-字节对齐

2021/9/22 7:10:19

本文主要是介绍iOS之内存管理-字节对齐,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

字节对齐

 1 struct Mystruct1{
 2     char a;     //1字节
 3     double b;   //8字节
 4     int c;      //4字节
 5     short d;    //2字节
 6 }Mystruct1;
 7 
 8 struct Mystruct2{
 9     double b;   //8字节
10     int c;      //4字节
11     short d;    //2字节
12     char a;     //1字节
13 }Mystruct2;
14 
15 struct Mystruct3{
16     double b;   //8字节
17     int c;      //4字节
18     short d;    //2字节
19     char a;     //1字节
20     struct Mystruct1 e;
21 }Mystruct3;
22 
23 //计算 结构体占用的内存大小
24 NSLog(@"%lu----%lu----%lu",sizeof(Mystruct1),sizeof(Mystruct2),sizeof(Mystruct3));
25 
26 打印结果为:24----16----40

 

Mystruct1 与 Mystruct2 数据成员的顺序不同,为什么会导致内存分配的大小不同呢?

 

1. 字节对齐的原则

1.1 结构体或者联合体的数据成员,第一个成员的存储位置从0开始,之后的每个成员的存储起始位置均为该成员的大小的整数倍。

  • 根据这条原则,上面的 Mystruct1 中
    • 成员 a 占 1 个字节, 从 0 的位置开始
    • 成员 b 占 8 个字节,挨 0 + 1 最近的 8 的整数倍是8,所以 b 从 8 的位置开始
    • 成员 c 占 4 个字节,挨 8 + 8 最近的 4 的整数倍是16,所以 c 从 16 的位置开始
    • 成员 d 占 2 个字节,挨 16 + 4 最近的 2 的整数倍是20,所以 d 从 20 的位置开始
    • 一共是占 22 个字节,8 字节对齐,一定要是8的倍数,不足要补齐,所以是 24 个字节
  • 上面的 Mystruct2 中
    • 成员 a 占 8 个字节, 从 0 的位置开始
    • 成员 b 占 4 个字节,挨 0 + 8 最近的 4 的整数倍是8,所以 b 从 8 的位置开始
    • 成员 c 占 2 个字节,挨 8 + 4 最近的 2 的整数倍是12,所以 c 从 12 的位置开始
    • 成员 d 占 1 个字节,挨 12 + 2 最近的 1 的整数倍是14,所以 d 从 14 的位置开始
    • 一共是占 15 个字节

1.2 结构体的总大小(sizeof的结果),必须是其内部最大成员的整数倍,不足的需要补齐

  • 根据这条原则,上面的 Mystruct1 中,占 22 个字节,必须是最大成员 (double b )的整数倍,也就是8的整数倍,所以占24个字节
  • 根据这条原则,上面的 Mystruct2 中,占 15 个字节,必须是最大成员 (double b )的整数倍,也就是8的整数倍,所以占16个字节

1.3 如果结构体或者联合体的数据成员中存在子结构体,则子结构体的存储起始位置为其内部最大成员的整数倍。

  • 上面的 Mystruct3 中,成员 a,b,c,d 的内存分配和 Mystruct2 是一致的, 占15个字节;
  • 成员 e 是 Mystruct1 类型,上面也计算过是占24个字节
  • 成员e 的内部最大成员是 double b, 占8字节。
  • 根据上面的规则,成员 e 的起始位置为子结构体中的最大成员(double b)的整数倍,挨着 15 最近的 8 的倍数是 16,所以 成员 e 从16开始,占24个字节。Mystruct3 所占内存大小为 16 + 24 = 40 ,正好是最大成员 8 的倍数。所以成员 e 占40字节

2. 内存优化方案:属性重排

由上面的栗子可以知道,结构体的数据成员顺序会影响结构体类型占用的内存大小。

由此苹果中采用属性重排的方案。苹果会自动重排属性的顺序,将占用不足 8 字节的成员挨在一起,凑满 8 字节,以达到优化内存的目的。

 

下面举个栗子



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