從底層來說叹阔，計(jì)算機(jī)訪問內(nèi)存的兩種方式：

從為word_size（比如32位或者64位）的倍數(shù)的地址開始挠轴，

1. 讀取長(zhǎng)度為word_size的內(nèi)存塊的數(shù)據(jù)，或者

2. 把長(zhǎng)度為word_size的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存条获。

這里有兩個(gè)“天性”【注釋1】：

1. 讀/寫總是從word_size的倍數(shù)的地址開始的(wikipedia上Data Structure Alignment詞條獨(dú)獨(dú)少了這條至關(guān)重要的說明忠荞，雖然從其上下文可以推斷出來）

2. 讀/寫的長(zhǎng)度總是word_size的倍數(shù)

? ? ?比如在一臺(tái)64位的計(jì)算機(jī)上，讀取一塊1k的內(nèi)存，CPU需要進(jìn)行的讀取操作次數(shù)是：

基于這兩個(gè)天性委煤，內(nèi)存對(duì)齊這個(gè)概念堂油，包含兩個(gè)方面：

1. 內(nèi)存塊地址的對(duì)齊

? ? 指的是內(nèi)存塊的地址（即一塊內(nèi)存的首字節(jié)的地址）是word_size的倍數(shù)；用幾個(gè)例子來說明這個(gè)意思：

1）在一臺(tái)32位計(jì)算機(jī)上的內(nèi)存里碧绞，某個(gè)int型變量i在內(nèi)存中的地址是0x7B163E00府框；

2）某個(gè)char變量c在內(nèi)存中的地址是0x7B163D00，等等

內(nèi)存地址不對(duì)齊讥邻，會(huì)引起什么樣的問題呢迫靖？用一個(gè)例子來說明：

? ? ? ?假定在一臺(tái)32位機(jī)器上，有一個(gè)整型變量i的地址是34 【注釋2】兴使，那i存儲(chǔ)在內(nèi)存的34系宜、35、36发魄、37地址盹牧；

? ? ? ?為了把這個(gè)變量從內(nèi)存讀進(jìn)CPU，由于計(jì)算機(jī)從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)的天性（第一點(diǎn)励幼，讀/寫總是從word_size的倍數(shù)的地址開始的）汰寓，需要兩次讀取（第一次從32開始讀32 33 34 35苹粟，第二次從36開始讀36 37 38 39）有滑，然后把第一次讀取的后兩個(gè)字節(jié)（34 35）抽取出來，把第二次讀取的前面兩個(gè)字節(jié)（36 37）抽取出來拼到一起組成變量i：

? ? ? ? ?一個(gè)int變量為4bytes嵌削，即32位毛好，從CPU一次可以讀取的內(nèi)存塊長(zhǎng)度來看，本可以一次讀完掷贾；但是因?yàn)檫@個(gè)變量的內(nèi)存塊地址沒有對(duì)齊睛榄，將導(dǎo)致本來一個(gè)read指令就能完成的讀取操作，需要兩次read外加其它復(fù)雜的抽取拼接計(jì)算想帅，從而大大地降低了性能场靴。

2. 內(nèi)存長(zhǎng)度的對(duì)齊

? ? ? ?指的是某個(gè)內(nèi)存塊里，存的各個(gè)數(shù)據(jù)占的長(zhǎng)度總是word_size或者是其倍數(shù)港准；從實(shí)際應(yīng)用來說旨剥，這一點(diǎn)不總是?滿足的。比如說有這么一個(gè)結(jié)構(gòu)體：

?struct ExampleStruct {

char b;

int ? ?a;

};

結(jié)構(gòu)體ExampleStruct包含兩個(gè)數(shù)據(jù)成員：b（char型）和a(int型）浅缸；其中a占的內(nèi)存恰好是word_size轨帜，但b占的卻不足word_size【注釋3】；不失一般性衩椒，假定char型變量占兩個(gè)字節(jié)蚌父；這個(gè)時(shí)候哮兰，為了使內(nèi)存對(duì)齊，一般會(huì)在這個(gè)char變量后面“加塞”?兩個(gè)字節(jié)無意義的數(shù)據(jù)苟弛，使得這個(gè)char“占用”的內(nèi)存和int一樣長(zhǎng)喝滞，達(dá)到word_size，即4字節(jié)膏秫。

如果不進(jìn)行這種“加塞”依啰，會(huì)引起什么問題呢笑旺？同樣，用一個(gè)例子來說明：

假定現(xiàn)在有一個(gè)ExampleStruct的數(shù)組a[2]旨指，里面有兩個(gè)ExampleStruct的對(duì)象a[0], a[1]匠襟；由于數(shù)組的內(nèi)存在分配的時(shí)候相鄰的元素總是在相鄰的內(nèi)存地址上的,于是a[0]占的內(nèi)存長(zhǎng)度是4 + 2字節(jié)等于6字節(jié)术荤，假定它從32地址開始赌朋，則其在內(nèi)存中占用的空間為32 33 34 35 36 37墨状；因?yàn)閍[0]和a[1]連續(xù)存儲(chǔ)，于是a[1]占用的內(nèi)存是38 39 40 41 42 43吨拗；從而a[1]的首字節(jié)地址為38满哪，不是word_size（即4）的倍數(shù)婿斥，于是引發(fā)1中說到的內(nèi)存塊地址未對(duì)齊時(shí)引發(fā)的問題劝篷。

注釋：

注釋1：天性：與生俱來的特性；這里所說的計(jì)算機(jī)天性民宿，指的內(nèi)存訪問（即讀或?qū)懀┑姆绞浇考耍窃谟?jì)算機(jī)生產(chǎn)制造的時(shí)候就確定并現(xiàn)實(shí)了的。

注釋2：此處為簡(jiǎn)單起見活鹰，不失一般性哈恰，使用34這種“人類可讀”的地址，而不再使用0x7B163E00等這種“原生”地址

注釋3：一般來說志群，現(xiàn)代?編譯器在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候着绷，一個(gè)int（整型）的長(zhǎng)度，等于目標(biāo)機(jī)器的字長(zhǎng)锌云；而char（字符型）一般比int(整型）小荠医。