一文帶你搞懂Golang結構體記憶體佈局

2022-10-22 14:00:55

前言

結構體在Go語言中是一個很重要的部分，在專案中會經常用到，大家在寫Go時有沒有注意過，一個struct所佔的空間不一定等於各個欄位加起來的空間之和，甚至有時候把欄位的順序調整一下，struct的所佔空間不一樣，接下來通過這篇文章來看一下結構體在記憶體中是怎麼分佈的？通過對記憶體佈局的瞭解，可以幫助我們寫出更優質的程式碼。感興趣的小夥伴們可以參考借鑑，希望對大家能有所幫助。

結構體記憶體佈局

結構體大小

結構體實際上就是由各種型別的資料組合而成的一種符合資料型別，一個結構體變數的大小是由結構體中的欄位決定。結構體和它所包含的資料在記憶體中是以連續塊的形式存在的。我們可以藉助unsafe.Sizeof方法，來獲取：

package main

import (
	"fmt"
	"unsafe"
)

type Test struct {
	T1 int8 // 1
	T2 int8 // 1
	T3 int8 // 1
}
func main() {
    var t Test
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(t)) //3 bytes

}

記憶體對齊

不同型別的變數佔用記憶體大小是不一樣的，但是cpu每次讀取的記憶體長度是固定的(比如cpu是64位元的，一次可以從記憶體中讀取64位元的資料，即8個位元組)，為了cpu能高效的讀寫資料，編譯器會把各種型別的資料放在合適的地址，而不是順序的一個接一個的排放，並佔用合適的長度，這就是記憶體對齊。每種型別的對齊值就是它的對齊邊界。

範例：

package main

import (
	"fmt"
	"unsafe"
)
type Test struct {
	a int8 // 1
	b int64 // 8
	c int32 // 4
}
type Test2 struct {
	a int8 // 1
	b int32 // 4
	c int64 // 8
}
func main() {
    var t Test
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(t)) // 24
	var t2 Test2
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(t2))// 16
}

通過上面範例，我們可以看到兩個結構體中3個欄位型別相同，當排列順序發生變化時，總的記憶體大小也會發生變化。下面我們來一起分析一下：

如果沒有記憶體對齊，那結構體各個欄位在記憶體中是緊密排列的，如t1記憶體佈局示意圖如下：