关于c++对象的内存模型 - 【内存对齐】方面,网上有大把的资料对此进行介绍,本篇文章仅对这些内容做一个梳理。
对齐规则,不同编译器存在差异,本文在“vc6/32bit”windows平台进行编译测试。(缺省为8字节对齐:对应编译选项/Zp8)
0.示例代码:
1 #pragma pack(1) // 以1字节方式对齐 2 class A1 3 { 4 char a; 5 short b; 6 }; 7 #pragma pack() // 使用缺省对齐方式 8 9 class A2 10 { 11 char a; 12 short b; 13 }; 14 15 /* 测试 */ 16 int a1 = sizeof(A1); // 3 17 int a2 = sizeof(A2); // 4
A1内存模型(大小:3字节)
A2内存模型(大小:4字节)
1. 伪命令用法说明:
#pragma pack(n) // 使用自定义n字节对齐 n可以为1,2,4,8,16
#pragma pack() // 使用缺省字节对齐(缺省为8字节对齐)
#pragma Pack(push) // 存放当前字节对齐到栈顶
#pragma Pack(push, n) // 将n字节对齐方式压入栈顶,并启用自定义n字节对齐方式
/*** 等价于 ***/
=> #pragma Pack(push)
=> #pragma Pack(n)
#pragma Pack(pop) // 弹出栈顶,然后启用新栈顶字节对齐方式【弹出后,栈为空,则恢复为缺省字节对齐】
2. 详细解释:
3. 内存对齐规则
(1)对于class(struct/union)的各个成员,第一个成员位于偏移为0的位置,以后每个数据成员的偏移量必须是min{#pragma pack()指定的数,该数据成员的自身长度} 的倍数。
(2)在数据成员完成各自对齐之后,class(struct/union)本身也要按照min{#pragma pack()指定的数,class(struct/union)中最大基本数据成员长度}进行对齐。
4. 为什么要内存对齐
(1)硬件限制:不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的数据;某些硬件平台只能在某些地址处取特定类型的数据,否则抛出硬件异常。
(2)提高性能:内存8字节对齐(注:cpu访问byte、WORD、DWORD、__int64类型的数据时,只用一次内存访问)后,CPU的内存访问速度大大提升。
5. 那些情况要考虑内存对齐
(1)在不同平台之间(比如在Windows 与Linux之间),不同模块之间(dll与exe之间)传递二进制流(比如结构体),必须要定义相同的对齐方式。
(2)序列化与反序列化的操作时,也必须要定义相同的对齐方式。
6. 补充
对于gcc编译器:
__attribute((aligned (n))) 让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n,则按照最大成员的长度来对齐。
__attribute__ ((packed)) 取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐。
// sizeof(struct test)=8 struct test { char x1; short x2; float x3; char x4; }__attribute__ ((packed));
visual studio编译器的为:
__declspec(align(n)) 让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n,则按照最大成员的长度来对齐。
__declspec(align(32)) struct Str1 { int a, b, c, d, e; };
7. 外部参考 http://www.cppblog.com/snailcong/archive/2009/03/16/76705.html