golang 字节对齐

最近在做一些性能优化的工作，其中有个结构体占用的空间比较大，而且在内存中的数量又特别多，就在想有没有优化的空间，想起了 c 语言里面的字节对齐，通过简单地调整一下字段的顺序，就能省出不少内存，这个思路在 golang 里面同样适用

基本数据大小

在这之前先来看下 golang 里面基本的类型所占数据的大小

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

• bool 类型虽然只有一位，但也需要占用1个字节，因为计算机是以字节为单位
• 64为的机器，一个 int 占8个字节
• string 类型占16个字节，内部包含一个指向数据的指针（8个字节）和一个 int 的长度（8个字节）
• slice 类型占24个字节，内部包含一个指向数据的指针（8个字节）和一个 int 的长度（8个字节）和一个 int 的容量（8个字节）
• map 类型占8个字节，是一个指向 map 结构的指针
• 可以用 struct{} 表示空类型，这个类型不占用任何空间，用这个作为 map 的 value，可以讲 map 当做 set 来用

字节对齐

结构体中的各个字段在内存中并不是紧凑排列的，而是按照字节对齐的，比如 int 占8个字节，那么就只能写在地址为8的倍数的地址处，至于为什么要字节对齐，主要是为了效率考虑，而更深层的原理看了一下网上的说法，感觉不是很靠谱，就不瞎说了，感兴趣可以自己研究下

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

简单封装一个 int8 的结构体，和 int8 一样，仅占1个字节，没有额外空间

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

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

这两个结构体里面的内容完全一样，调整了一下字段顺序，节省了 33% 的空间

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

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

这里需要注意的是 int64 只能出现在8的倍数的地址处，因此第一个结构体中，有连续的4个字节是空的

type I8 int8
type I16 int16
type I32 int32

So(unsafe.Sizeof(struct {
    i8  I8
    i16 I16
    i32 I32
}{}),8)

给类型重命名之后，类型的大小并没有发生改变

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（编辑：李大同）

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