32vc內(nèi)存對齊準則

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1、VC內(nèi)存對齊準則(Memoryalignment)本文所有內(nèi)容在建立在一個前提下：使用VC編譯器。著重點在于：VC的內(nèi)存對齊準則；同樣的數(shù)據(jù)，不同的排列有不同的大小，另外在有虛函數(shù)或虛擬繼承情況下又有如何影響？內(nèi)存對齊？！What?Why?對于一臺32位的機器來說如何才能發(fā)揮它的最佳存取效率呢？當然是每次都讀4字節(jié)(32bit),這樣才可以讓它的bus處于最高效率。實際上它也是這么做的，即使你只需要一個字節(jié)，它也是讀一個機器字長(這兒是32bit)。更重要的是，有的機器在存取或存儲數(shù)據(jù)的吋候它要求數(shù)據(jù)必須是對齊的，何謂對齊？它要求數(shù)據(jù)的地址從4的

2、倍數(shù)開始,如若不然，它就報錯。還有的機器它雖然不報錯，但對于一個類似int變量，假如它橫跨一個邊界的兩端,那么它將要進行兩次讀取才能獲得這個int值。比方它存儲在地址為2?5的四個字節(jié)中，那么要讀取這個int,將要進行兩次讀取，第一次讀取0?3四個字節(jié)，第二次讀取4?7四個字節(jié)。但是如果我們把這個整形的起始地址調(diào)整到0,4,8…呢？一次存取就夠了！這種調(diào)整就是內(nèi)存對齊了。我們也可以依次類推到16位或64位的機器上。邊界該如何調(diào)整對于32位的機器來說，它當然最渴望它的數(shù)據(jù)的大小都是4Byte或者4的倍數(shù)Byte,這樣它就能最有效率的存取數(shù)據(jù)，當然如

3、果數(shù)據(jù)小T4Byte,那也是沒問題的。那么編譯器要做的便是盡量滿足這個要求。這兩天我斷續(xù)對VC做了一些實驗，并總結(jié)如下三條準則，你要明白的是這并非來自微軟的官方文檔，但我自以為這些準則或許不全但應(yīng)該都是正確的：?變量存放的起始位置2應(yīng)為變量的大小與規(guī)定對齊量1中較小者的倍數(shù)。例如，假設(shè)規(guī)定對齊量為4,那么char(1byte)變量應(yīng)該存儲在偏移量為1的倍數(shù)的地方,而整形變量(4byte)則是從偏移量為4的倍數(shù)的地方，而double(8byte)也同樣應(yīng)存儲在偏移量為4的倍數(shù)的地方，為什么不是8?因為規(guī)定對齊量默認值為4,而4v8。在VC中默認對齊

4、量為8,而非4。?結(jié)構(gòu)體整體的大小也應(yīng)該對齊，對齊依照規(guī)定對齊量與最大數(shù)據(jù)成員兩者中較小的進行。?Vptr影響對齊而VbcPoint(Virtualbaseclasspointer)不影響。一個實例對于類T：classT{charc;inti;doubled;};將其sizeof輸出后的大小為16,其內(nèi)存布局如圖「變量c從偏移量為0開始存儲，而整形i第一個符號條件的偏移量為4,double型d的第一個符號條件的為8。整個對象的大小為16,不需要再進行額外的對齊。圖T（類T的內(nèi)存布局）：charc因?qū)R而填同樣的數(shù)據(jù)，不同的大小再看類L,它與T存儲

5、同樣類型的數(shù)據(jù)，僅僅是順序不同罷了，那么它sizeof輸出的大小是多少呢？類L:classL{charc;doubled;inti;};它sizeof后的結(jié)果或許會令你大吃一驚，或許不會（如果你有認真讀前面的兩條準則）。Lsizeof后的結(jié)果是24!同樣是一個int,一個char,一個double卻整整多出了8個字節(jié)。這期間發(fā)生了什么？我們依據(jù)前面兩條規(guī)則來看看。C存儲于0的位置，1-7都不能整除8,所以d存儲在8-15,16給i正好合適，i存儲在16?19?？偣不ㄙM了20個字節(jié)，抱歉不是8的倍數(shù)，還得補齊4個?，F(xiàn)在你可以看看圖L的關(guān)于類L的內(nèi)存

6、布局，再比較一下類L和類T的內(nèi)存布局。圖L（類L的布局）charcdoubledinti我得出了這樣一條并不權(quán)威的結(jié)論，因為我還沒聽有人這樣說過：在聲明數(shù)據(jù)成員的時候,將最大字節(jié)數(shù)的變量放在最前面3,切忌不要將大小差距很大的類型交替聲明。Vptr影卩向?qū)R而VbcPoint(Virtualbaseclasspointer)不影響前面的實例只涉及前兩條準則，現(xiàn)在我們來看看第三條的兩個實例:classX{chara;};classY:virtualpublicX{};Y的大小為:a占一個字節(jié)，VbcPoint(我稱他為虛基類指針)占四個字節(jié)。我們不論

7、a與VbcPoint的位置如何擺放，如果將VbcPoint等同于一個成員數(shù)據(jù)來看的話，sizeof(Y)都應(yīng)該為8.實際上它是5!就我目前的水平,我只能先將其解釋為VbcPoint不參與對齊。對于vptr這個問題則不存在：classX{chara;virtualintvfc(){};}sizeof(X)的大小確實為8.關(guān)于#pragmapack(n)用#pragmapack(n)改變規(guī)定對齊量試試9。1.規(guī)定對齊量：實際上并沒有這么一個名詞，是我為了方便而造出來的。在VC屮這個“規(guī)定對齊量”會有一個默認值，這個默認值一般為8,我原來一直以為這個值

8、以為是4,至于它為什么為8,我現(xiàn)在還不知道。。我們也可以通過#pargmapack(n)來規(guī)定這個值，目前n可以為1,2,4,8,16。