Linux内存对齐

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前言

创建一个类，不同的类内成员排序导致对象的sizeof大小不一致

环境：
hostnamectl

Static hostname: user-PC
Icon name: computer-vm
Chassis: vm
Machine ID: 
Boot ID: 
Virtualization: 
Operating System: Deepin 23 Nightly
Kernel: Linux 5.10.60-amd64-desktop
Architecture: x86-64

g++

g++ (Debian 10.2.1-6) 10.2.1 20210110
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示例

在没有继承的情况下：

class TTT
{
                // 1.
    int a ;     // 2.
    int c;      // 3.
    int *p;     // 4.
    double b;   // 5.
    int d;      // 6.
    
};

int main(int argc, char * argv[])
{
    cout << sizeof(TTT) << endl;
}

1.  即空类   sizeof（TTT）== 1
    为了区分不同的对象，空类的大小为1
  
2.3.  sizeof(TTT) == 8

4. sizeof == 8
    即，一个地址大小8个字节

5. sizeof == 8

2.5. sizeof == 16

2.3.4. sizeof == 16

2.5.6. sizeof == 24

在有继承的情况下

class Base
{   
    virtual void fun(){ return; }
    virtual void fun1(){ return; }
    void func() { return ; }
};
class Child: public Base
{
};

sizeof(Base) == 8  函数定义不占用空间，虚表指针大小为一个地址
sizeof(Child) == 8 
在该环境下，虚表指针的大小为8

解释

这是因为内存对齐的原因。

CPU读取内存不是一次读取单个字节，而是一块一块的来读取内存，块的大小可以是2，4，8，16个字节，具体取多少个字节取决于硬件。

假设CPU把内存划分为4字节大小的块，要读取一个4字节大小的int型数据，来看一下下面两种情况下CPU的工作量：

一、 寻址一次即可找到int

二、 寻址两次+一侧合并得到数据

为什么会有内存对齐？

主要是两个原因

平台原因：不是所有的硬件平台都能访问任意内存地址上的任意数据，某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。为了同一个程序可以在多平台运行，需要内存对齐。

硬件原因：经过内存对齐后，CPU访问内存的速度大大提升。

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