為什么Go語(yǔ)言有時(shí)也需要考慮對(duì)齊的問(wèn)題

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CPU 訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)，并不是逐個(gè)字節(jié)訪問(wèn)，而是以字長(zhǎng)（word size）為單位訪問(wèn)。比如 32 位的 CPU，字長(zhǎng)為 4 字節(jié)，那么 CPU 訪問(wèn)內(nèi)存的單位也是 4 字節(jié)。

這么設(shè)計(jì)的目的，是減少 CPU 訪問(wèn)內(nèi)存的次數(shù)，加大 CPU 訪問(wèn)內(nèi)存的吞吐量。比如同樣讀取 8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，一次讀取 4 個(gè)字節(jié)那么只需要讀取 2 次。

下面我們來(lái)看看，編寫程序時(shí)，變量在內(nèi)存中是否按內(nèi)存對(duì)齊的差異。假設(shè)我們有如下結(jié)構(gòu)體：

struct Foo { uint8_t a; uint32_t b;}

示意圖如下：

我們假設(shè) CPU 以 4 字節(jié)為單位讀取內(nèi)存。

如果變量在內(nèi)存中的布局按 4 字節(jié)對(duì)齊，那么讀取 a 變量只需要讀取一次內(nèi)存，即 word1；讀取 b 變量也只需要讀取一次內(nèi)存，即 word2。

而如果變量不做內(nèi)存對(duì)齊，那么讀取 a 變量也只需要讀取一次內(nèi)存，即 word1；但是讀取 b 變量時(shí)，由于 b 變量跨越了 2 個(gè) word，所以需要讀取兩次內(nèi)存，分別讀取 word1 和 word2 的值，然后將 word1 偏移取后 3 個(gè)字節(jié)，word2 偏移取前 1 個(gè)字節(jié)，最后將它們做或操作，拼接得到 b 變量的值。

顯然，內(nèi)存對(duì)齊在某些情況下可以減少讀取內(nèi)存的次數(shù)以及一些運(yùn)算，性能更高。

另外，由于內(nèi)存對(duì)齊保證了讀取 b 變量是單次操作，在多核環(huán)境下，原子性更容易保證。

但是內(nèi)存對(duì)齊提升性能的同時(shí)，也需要付出相應(yīng)的代價(jià)。由于變量與變量之間增加了填充，并沒(méi)有存儲(chǔ)真實(shí)有效的數(shù)據(jù)，所以占用的內(nèi)存會(huì)更大。這也是一個(gè)典型的空間換時(shí)間的應(yīng)用場(chǎng)景。

以上就是為什么Go語(yǔ)言有時(shí)也需要考慮對(duì)齊的問(wèn)題，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見(jiàn)到或用到的。希望你能通過(guò)這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

新聞名稱：為什么Go語(yǔ)言有時(shí)也需要考慮對(duì)齊的問(wèn)題
轉(zhuǎn)載源于：http://bm7419.com/article14/pcggge.html

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