golang 位元組對齊

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最近在做一些效能最佳化的工作，其中有個結構體佔用的空間比較大，而且在記憶體中的數量又特別多，就在想有沒有最佳化的空間，想起了 c 語言裡面的位元組對齊，通過簡單地調整一下欄位的順序，就能省出不少記憶體，這個思路在 golang 裡面同樣適用

基本資料大小

在這之前先來看下 golang 裡面基本的類型所佔資料的大小

So(unsafe.Sizeof(true), ShouldEqual, 1)So(unsafe.Sizeof(int8(0)), ShouldEqual, 1)So(unsafe.Sizeof(int16(0)), ShouldEqual, 2)So(unsafe.Sizeof(int32(0)), ShouldEqual, 4)So(unsafe.Sizeof(int64(0)), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(int(0)), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(float32(0)), ShouldEqual, 4)So(unsafe.Sizeof(float64(0)), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(""), ShouldEqual, 16)So(unsafe.Sizeof("hello world"), ShouldEqual, 16)So(unsafe.Sizeof([]int{}), ShouldEqual, 24)So(unsafe.Sizeof([]int{1, 2, 3}), ShouldEqual, 24)So(unsafe.Sizeof([3]int{1, 2, 3}), ShouldEqual, 24)So(unsafe.Sizeof(map[string]string{}), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(map[string]string{"1": "one", "2": "two"}), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(struct{}{}), ShouldEqual, 0)

• bool 類型雖然只有一位，但也需要佔用1個位元組，因為電腦是以位元組為單位
• 64為的機器，一個 int 佔8個位元組
• string 類型佔16個位元組，內部包含一個指向資料的指標（8個位元組）和一個 int 的長度（8個位元組）
• slice 類型佔24個位元組，內部包含一個指向資料的指標（8個位元組）和一個 int 的長度（8個位元組）和一個 int 的容量（8個位元組）
• map 類型佔8個位元組，是一個指向 map 結構的指標
• 可以用 struct{} 表示空類型，這個類型不佔用任何空間，用這個作為 map 的 value，可以講 map 當做 set 來用

位元組對齊

結構體中的各個欄位在記憶體中並不是緊湊排列的，而是按照位元組對齊的，比如 int 佔8個位元組，那麼就只能寫在地址為8的倍數的地址處，至於為什麼要位元組對齊，主要是為了效率考慮，而更深層的原理看了一下網上的說法，感覺不是很靠譜，就不瞎說了，感興趣可以自己研究下

// |x---|So(unsafe.Sizeof(struct {    i8 int8}{}), ShouldEqual, 1)

簡單封裝一個 int8 的結構體，和 int8 一樣，僅佔1個位元組，沒有額外空間

// |x---|xxxx|xx--|So(unsafe.Sizeof(struct {    i8  int8    i32 int32    i16 int16}{}), ShouldEqual, 12)// |x-xx|xxxx|So(unsafe.Sizeof(struct {    i8  int8    i16 int16    i32 int32}{}), ShouldEqual, 8)

這兩個結構體裡面的內容完全一樣，調整了一下欄位順序，節省了 33% 的空間

// |x---|xxxx|xx--|----|xxxx|xxxx|So(unsafe.Sizeof(struct {    i8  int8    i32 int32    i16 int16    i64 int64}{}), ShouldEqual, 24)// |x-xx|xxxx|xxxx|xxxx|So(unsafe.Sizeof(struct {    i8  int8    i16 int16    i32 int32    i64 int64}{}), ShouldEqual, 16)

這裡需要注意的是 int64 只能出現在8的倍數的地址處，因此第一個結構體中，有連續的4個位元組是空的

type I8 int8type I16 int16type I32 int32So(unsafe.Sizeof(struct {    i8  I8    i16 I16    i32 I32}{}), ShouldEqual, 8)

給類型重新命名之後，類型的大小並沒有發生改變

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