前言
在研究內(nèi)存字節(jié)對齊之前不同，先通過兩個簡單的案例了解一下內(nèi)存大小占用情況：
新建一個工程刁品，創(chuàng)建一個對象：ZLObject
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案例一
打印 malloc 結(jié)果如下：
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案例二
添加如下屬性和方法：
打印 malloc 結(jié)果如下：
結(jié)論：
一個對象的實際內(nèi)存大小和實例大小可能會
不一樣秘车。例如圖中的情況拯钻，實際內(nèi)存大小是32字節(jié)莽龟，而實例大小是24字節(jié)。
棧內(nèi)存是8字節(jié)對齊
為什么實際內(nèi)存大小和實例大小 不一樣 呢？原因是：底層在分配內(nèi)存的時候，做了 內(nèi)存對齊图呢，下面就深入了解 內(nèi)存對齊 的原則褐桌。
什么是內(nèi)存對齊原則照雁？
還是先通過一個案例秋泄，分析內(nèi)存如何分配的。
- 創(chuàng)建幾個屬性夭拌，分別對屬性賦值魔熏，并打印其內(nèi)存情況。
- 打印
obj的內(nèi)存分配情況鸽扁，并分別打印其地址指向的內(nèi)容：
通過打印可知蒜绽，obj 內(nèi)存有三塊 0x600000d283c0、0x600000d283d0献烦、0x600000d283e0 每塊都有兩個地址滓窍，且每塊內(nèi)存都是16字節(jié)卖词，通過地址打印結(jié)果分析：
- 第一塊的第一個地址指向
ZLObject巩那，說明是isa指針；第二個地址沒有打印到結(jié)果此蜈。 - 第二塊的第一個地址指向
張三即横，對應(yīng)的是name屬性；第二個地址指向zhang裆赵，對應(yīng)的是nickName屬性东囚。 - 第三塊的第一個地址指向
北京市，對應(yīng)的是address屬性战授；第二個地址指向空页藻，說明沒有內(nèi)容。
為什么唯獨 0x0000001600006261 這個地址沒有打印出東西呢植兰？仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)份帐，其中 0x00000016 就是數(shù)字 22，對應(yīng)的是 age 屬性楣导；0x00006261 就是 ASCII 的 a废境，b，對應(yīng)的就是 a，b 屬性噩凹。
總結(jié)：堆空間內(nèi)存是
16字節(jié)對齊
內(nèi)存對齊原則
- 數(shù)據(jù)成員對?規(guī)則：結(jié)構(gòu)體(
struct)或聯(lián)合體(union)的數(shù)據(jù)成員巴元，第?個數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地?，以后每個數(shù)據(jù)成員存儲的起始位置要從該成員??或者成員的?成員??（只要該成員有?成員驮宴，?如說是數(shù)組逮刨，結(jié)構(gòu)體等）的整數(shù)倍開始。不夠整數(shù)倍的補齊堵泽。（?如int為４字節(jié)禀忆，則要從４的整數(shù)倍地址開始存儲。 - 結(jié)構(gòu)體作為成員：如果?個結(jié)構(gòu)體?有某些結(jié)構(gòu)體成員落恼，則結(jié)構(gòu)體成員要從其
內(nèi)部最?元素??的整數(shù)倍地址開始存儲箩退。（比如struct a?存有struct b，b?有char佳谦，int戴涝，double等元素，那b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開始存儲钻蔑。） - 收尾?作：結(jié)構(gòu)體的總??啥刻，也就是
sizeof的結(jié)果，必須是其內(nèi)部最?成員的整數(shù)倍咪笑，不?的要補?可帽。
下表是各種數(shù)據(jù)類型占用內(nèi)存大小，根據(jù)對應(yīng)類型來計算結(jié)構(gòu)體中內(nèi)存大小窗怒。
通過實際的案例來理解內(nèi)存對齊原則
案例一
創(chuàng)建兩個結(jié)構(gòu)體映跟，分析其內(nèi)存分配情況：
根據(jù)內(nèi)存對齊原則，分析以上兩個結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存分配情況扬虚，最后再打印出結(jié)果努隙。
結(jié)果與分析的一致。
案例二
創(chuàng)建嵌套結(jié)構(gòu)體辜昵，分析其內(nèi)存分配情況：
根據(jù)內(nèi)存對齊原則荸镊，分析以上兩個嵌套結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存分配情況，最后再打印出結(jié)果堪置。
結(jié)果與分析的一致躬存。
為什么要進行內(nèi)存對齊
內(nèi)存對齊是編譯器的管轄范圍，編譯器在編譯時會為程序中的每個數(shù)據(jù)單元安排在適當(dāng)?shù)奈恢蒙弦ㄏ牵@個過程就叫內(nèi)存對齊岭洲。
很多 CPU（如基于 Alpha，IA-64雁竞，MIPS钦椭，和 SuperH 體系的）拒絕讀取 未對齊 數(shù)據(jù)拧额。當(dāng)一個程序要求這些 CPU 讀取 未對齊 數(shù)據(jù)時，這時 CPU 會進入 異常處理狀態(tài) 并且通知程序 不能繼續(xù) 執(zhí)行彪腔。所以侥锦，如果編譯器不進行內(nèi)存對齊，那在很多平臺的上的開發(fā)將難以進行德挣。
那么恭垦，為什么這些 CPU 會拒絕讀取 未對齊 數(shù)據(jù)？是因為 未對齊 的數(shù)據(jù)格嗅，會大大降低 CPU 的性能番挺。
CPU 存取原理
程序員通常認(rèn)為內(nèi)存印象，由一個個的字節(jié)組成屯掖。
但是玄柏，你的 CPU 并 不是 以 字節(jié) 為單位存取數(shù)據(jù)的。CPU 把內(nèi)存當(dāng)成是 一塊一塊 的贴铜，塊的大小可以是 2粪摘，4，8绍坝，16 字節(jié)大小徘意，因此 CPU 在讀取內(nèi)存時也是一塊一塊進行讀取的。每次內(nèi)存存取都會產(chǎn)生一個固定的 開銷轩褐，減少內(nèi)存存取次數(shù)將提升程序的 性能椎咧。所以 CPU 一般會以 2/4/8/16/32 字節(jié)為單位來進行存取操作。我們將上述這些存取單位也就是塊大小稱為（memory access granularity）內(nèi)存存取粒度把介。
為了說明內(nèi)存對齊背后的原理勤讽，我們通過一個例子來說明從未對齊地址 與 對齊地址 讀取數(shù)據(jù)的差異。
案例
在一個存取粒度為 8 字節(jié)的內(nèi)存中劳澄，先從地址 0 讀取 8 個字節(jié)到寄存器地技，然后從地址 3 讀取 8 個字節(jié)到寄存器。
- 當(dāng)從地址 0 開始讀取數(shù)據(jù)時秒拔，讀取
對齊地址的數(shù)據(jù)，直接通過一次讀取就能完成飒硅。 - 當(dāng)從地址 3 開始讀取數(shù)據(jù)時砂缩，讀取
非對齊地址的數(shù)據(jù)，需要讀取兩次數(shù)據(jù)才能完成三娩。
讀取 非對齊地址 的數(shù)據(jù)后庵芭，還要將 0-7 的數(shù)據(jù)向上偏移 3 字節(jié)，將 8-F 的數(shù)據(jù)向下偏移 5 字節(jié)雀监。最后再將兩塊數(shù)據(jù)合并放入寄存器双吆。
對一個 內(nèi)存未對齊 的數(shù)據(jù)進行了這么多額外的操作眨唬，這對 CPU 的開銷很大，大大降低了CPU性能好乐。所以才會進行內(nèi)存對齊匾竿。
總結(jié)
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棧內(nèi)存是8字節(jié)對齊 -
堆內(nèi)存是16字節(jié)對齊
