iOS的内存对齐

struct LGStruct1 {
    char b;         
    int c;          
    double a;     
    short d;      
}struct1;

struct LGStruct2 {
    double a;          
    int c;             
    char b;           
    short d;            
}struct2;

struct1 和struct2的内存大小一致嘛,同样的数据结构,内存的大小应该是一样的呀!不要轻易的下结论,因为cpu在读取数据的时候,都是一整块一整块的读取,如果说每一块的大小都不一样,那么在每一次读取的时候,还需要计算每一块数据的大小,根据大小去读取,这样就浪费了时间的资源。所以,cpu在读取数据的的时候,读取的是一块固定的大小,那么这个大小是怎么决定呢,根据数据中最大的单位去作为空间单元,这样就可以把每个数据都装进去了,这就是通过空间来换取时间的便利。

  每一个数据都分配同样的大小嘛,并不是的,所以就引出了上面的经典问题,两个会一致嘛,其实打印内存大小即可得知,struct1的内存大小为24,struct2的内存大小为16,这又是为什么呢,这里用空间换时间也不能极大的浪费,所以,这里就引入了一个内存对齐的概念。

在这两个结构体中,占据内存最大的类型为double,8个字节,那么结构体的每一块都是为8字节,struct1 排列顺序为 char b; 1 字节 int c; 4字节 double a; 8字节 short d; 2字节。 所以这里第一次分配的8字节,先将char b 填充,此时这8个字节的内存地址中,只有第一位装了一个char类型,后面还有七个位置,是不是很浪费。所以将int c也填充到到后面的位置,应该怎么放呢,这里其实是有规则的:
填充的位置必须可以整除该数据的大小,以int c为例,填充的起始坐标就为4
后续的大小必须可以填充完整个数据,同样,4 ~ 7 4个坐标可以放下4字节的int
所以,可以看看第一个分配的8字节都填充了什么数据
b 、、、c1 c2 c3 c4
0 1 2 3 4 5 6 7
同理,double a占据了第二个分配的8字节
此时 还有一个short 两字节的,只能再分配一个8字节出来,这样struct1分配的总大小即为24

分析struct2 double a占据了第一个分配的8字节,第二个分配的8字节
c1 c2 c3 c4 b 、 d1 d2
0 1 2 3 4 5 6 7
所以struct2 分配的大小即为 16 字节

再来看

struct LGStruct3 {
   double a; // 0 - 7    8字节*1
   int b;    // 8 - 11
   char c;   // 12。     8字节*2
   struct LGStruct1 str1;  // 24字节*1
   short d;  // 40 - 41
   int e;    // 44 -47   8字节*3
   struct LGStruct2 str2; // 16字节*1
}struct3;

struct3 的内存大小为 64 ,是不是又觉得很神奇,这里要说明的一点是,结构体不能作为基础的计算单元,根据结构体内部的最基础的数据作为计算单元。

内存对齐不只是基础的数据,在alloc中我们发现了一个对象内存对齐是根据8字节,但是一个对象开辟出来最低是16字节,那么影响一个对象内存大小的因素有哪些呢,对象的内存对齐是否和结构体一致呢。

首先创建一个类,这个类拥有属性、 方法 、 变量、 协议、 分类 、扩展
一个个排除,多测试几次即可得知,只有变量会和属性会影响开辟的内存大小,而属性没有set和get方法本质就是一个变量,所以根源的影响还是变量。

person类

赋值

这里通过lldb的命令来调试

依照上面的规则,person 在设置了这7个属性之后至少需要64个字节,但是通过lldb命令得出


lldb控制台

这里只需要48个字节,那么做了哪些优化呢

打印内存存储的数据

根据打印的数据,我么只找到了4个属性,那么其他的三个属性呢,其实,这里苹果对于内存的优化非常到位,内存地址第一排的第二个地址


消失的属性

打印出来是错的啊,不要着急,根据内存对齐原则拆分一下内存地址


拆分内存地址

拆分完即可看到,有三个属性,age出来了,但是98和97是什么,其实98和97是ASCII表中对应的b和a。

这样这个对象的内存大小就可以确定了,了解了这些,在操作底层的一些数据的时候,可以相对更优的利用内存。

补充一下内存对齐的算法
n为对齐的总数

算法一
align 为根据几对齐
((n + align - 1) & (~(align - 1)))

算法二
m 是 2的m次方 = 根据几对齐
n >> m。n<< m

这两个算法没什么区别,主要作用是将数据的二进制的后m位变成0

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