iOS中的内存对齐

一、什么是内存对齐

内存对齐是一种在计算机内存中排列数据（表现为变量的地址）、访问数据（表现为CPU读取数据）的一种方式。

它包含了两种相互独立又相互关联的部分：基本数据对齐和结构体数据对齐 。

二、为什么我们要进行内存对齐？

1、平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；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。

2、性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

首先举个例子，我们来以ZXClass进行研究

@interface ZXClass : NSObject

{

    int time;

}

@end

@implementation ZXClass

    ZXClass *obj = [[ZXClass alloc] init];

@end

接下来我们分别使用

class_getInstanceSize([ZXClass class])

malloc_size((__bridge const void *)obj)

进行打印操作，答应出来的结果分别是12和16，为什么打印出来的结果会有所不同呢。

接下来我们先对于ZXClass进行分析，在iOS中实例对象相当于是一个结构体，我们将刚刚所写的代码通过终端敲入

clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp

指令后，生成如下代码

struct ZXClass_IMPL {

struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;

int time; // 4个字节

};

structNSObject_IMPL {

Class isa; // 8个字节

};

根据上面生成的个结构体可以直观的看出一个ZXClass在内存中所占用的大小应该是4Byte(int) + 8Byte(isa) = 12Byte，这么看出来之前getInstanceSize方法所打印出来的结果应该是正确的，为什么会出现malloc_size的16结果呢？

这里就牵扯到iOS中的内存对齐这个概念了。

带着上面的问题，我们打开苹果开源下载网站（https://opensource.apple.com/tarballs/libmalloc/）进行下载

在 nano_malloc.c中我们可以找到很多关于内存分配的判断函数，根据分析，最后得出一个结论iOS中对于内存分配有对齐的概念，也就是说所分配的内存空间要满足以下两个条件：

1⃣️所分配的内存空间要大于等于对象所真正需要占用的内存空间

2⃣️所分配的内存空间必须要是16*n的结构

这样，我们再反过头来看上面的这个问题，ZXClass中定义了一个int 类型的变量所占内存为4Byte 一个继承自父类NSOjbect的isa所占内存为8Byte，所以真实需要的内存地址为12Byte，又因为第二点规定，所以内存分配的空间为16Byte.

也就是说系统给ZXClass分配了16个字节，而它本身只占用了12个字节，剩下4个为空。

了解这些规律以后，在今后的开发中要尽可能的去进行优化

最后编辑于：2019.01.30 17:29:17