使用内存对齐机制优化结构体性能,妙啊!
之前分享过2篇结构体文章:
10秒改struct性能直接提升15%,产品姐姐都夸我好棒 和 Go语言空结构体这3种妙用,你知道吗? 得到了大家的好评。
这篇继续分享进阶内容:
结构体的定义,大家都很熟悉,想要定义出更节省内存空间的结构体,可不是一件简单的事。
我们必须掌握Go的结构体内存对齐机制,才能做出相应的优化:节省内存并提高性能。
下面定义两个结构体,字段都一样,只是部分字段稍微调整了一下顺序。
但输出的结果却完全不同:一个顺序调整就节省了8个字节,太神奇了。
为什么bad占用24字节,而good却只占用16字节呢?
想要解开这个问题,我们得先来学习一下内存对齐机制,然后再来进一步分析。
为了能让CPU可以更快的存储、读取到各个字段,Go编译器会帮我们把结构体做数据的对齐。
所谓的数据对齐,是指内存地址的大小是所存储数据大小的整数倍(按字节为单位),以便CPU可以一次将该数据从内存中读取出来,减少了读取次数。
编译器通过在结构体的各个字段之间填充一些空白,来达到对齐的目的。
CPU 访问内存时,并不是逐个字节访问,而是以机器字(word)为单位进行访问。
比如 64位CPU的字长(word size)为8bytes,那么CPU访问内存的单位也是8字节,每次加载的内存数据也是固定的若干字长,如8words(64bytes)、16words(128bytes)等
不同硬件平台占用的大小和对齐值都可能是不一样的,每个特定平台上的编译器都有自己的默认"对齐系数",32位系统对齐系数是4,64位系统对齐系数是8
不同类型的对齐系数也可能不一样,使用语言中的函数可以返回相应类型的对齐系数,对齐系数都符合这个规律,最大也不会超过8
分析过程:
分析过程:
通过上文的原理讲解和案例分析,我们发现内存对齐机制并不复杂。
可以简单理解为:将对齐系数小的字段,尽可能放在一起,尽量减少空白填充。
掌握了内存对齐机制后,结构体Struct的优化,调整下字段顺序,效果立竿见影。内存对齐其实就是典型的空间换时间的方式,来达到优化的目的。牢记对齐原则,对实际场景进行分析,减少空白填充。
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