文章目錄

• 一、前言
• 二、內存對齊為4個字節的好處
• 三、內存對齊的目的是以空間換取速度
• • 3.1、內存對齊為4的例子
  • 3.2、內存沒有使用內存對齊的例子
• 四、掌握內存對齊的必要性

一、前言

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內存對齊的目的是為了提高CPU讀寫內存里數據的速度。現代的CPU讀取內存并不是一個一個字節挨著讀取，這樣做的效率非常低。現代的CPU一般以4個字節(32bit數據總線）或者8個字節（64bit數據總線）為一組，一組一組地讀寫內存里的數據。

二、內存對齊為4個字節的好處

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首先，了解一下CPU從內存里讀取數據的流程：
第一步，CPU通過地址總線，找到該數據的位置。
第二步，通過控制總線，發送讀取數據的指令。
第三步，通過數據總線，從內存里獲取該數據的內容。

內存對齊使用4個字節的原因有：

STM32單片機的數據總線與地址總線都是32bit（4個字節）。

方便DMA的搬運，DMA搬運的最大內存是32bit（4個字節）。

三、內存對齊的目的是以空間換取速度

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3.1、內存對齊為4的例子

/* 先來一個簡單的結構體 */ struct {char a;int b;}Test2;

CPU讀取內存里數據的過程：

想找變量a：第一次讀取就能找到。

想找變量b：第二次讀取就能找到。
這一點很重要，變量a與變量b各自只需要1次尋址就能完成讀取。接下來看一看內存如果沒有使用內存對齊的例子（當我不知道內存對齊時，我也是誤以為內存里的數據是這樣分布的！）

3.2、內存沒有使用內存對齊的例子

如果內存沒有使用內存對齊的話，構想的內存分布如下：

CPU讀取數據的過程：

想找變量a：第一次讀取就能找到。

想找變量b：先讀取第一組內存的后三個字節，接著再讀取第二組內存的第一個字節，最后將所有字節合并為4個字節。

如果內存沒有使用內存對齊的話，CPU為了獲取變量b花掉了兩次地址尋址，接著還要將字節合并。所以，內存對齊可以有效地提高CPU讀寫內存的速度，但是浪費一點空間。

四、掌握內存對齊的必要性

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了解內存對齊的作用后，就能弄懂為什么編譯器要對某些內存做了填充。比如本章節的例子，如果結構體里只有一個char與int變量，無論是char變量在前，還是int變量在前，都肯定會浪費3個字節被用于填充，湊夠4個字節變成一組數據被CPU一次性讀取。
不過，當掌握內存對齊的知識點后，上一章節的例子就能避免更多的內存被浪費了。C語言 | 內存對齊01 - 什么是內存對齊

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C语言 | 内存对齐02 - 为什么会有内存对齐？它解决了什么问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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