字节对齐

待我称王封你为后i 2022-04-04 06:28 235阅读 0赞

### *转自 http://blog.sina.com.cn/s/blog\_8882eb010102vo4j.html 本人于(2015-04-16 15:36:57)创作，无法实现搬迁，只能重新粘贴。* ###

最近小组在做一个小项目，就是解析协议，组自己协议，然后发送。其中涉及到了音视频数据协议，在拆原视频数据头组新数据头的时候遇到了个问题，就是有关字节对齐的。是组长他们找到的问题所在，我之后查了查资料，最后加了一个\_\_attribute\_\_选项，算解决了这个问题。

关于字节对齐这个词汇在刚入职那段时间就听说过，当时也没整明白是怎么回事，现在快两年后才大概明白了一点，惭愧惭愧。差的资料中最好的就是这个博客：[http://zhangzhenyuan163.blog.163.com/blog/static/858193892012810101341119/][http_zhangzhenyuan163.blog.163.com_blog_static_858193892012810101341119]里面介绍的详细，简单。一看就能明白（要不我也不能看懂![字节对齐][E_6721EN00SIGG.gif]）。下面我将自己的理解写一下，能简则简。有不正确的地方希望读到的人能帮我指正。

一、何为字节对齐

程序中各种参数向内存中写的时候所应遵循的规则之一就是字节对齐。应该有很多规则，字节对齐是我们在程序中能够直观的看到感受到的。

我们程序所运行的环境是32位系统，我想绝大多数情况也都是32位系统。无非个别的个人电脑装64位windows的例外。各种嵌入式设备，各种linux系统，各种各种，32位居多！所以呢，系统向内存保存参数的时候就按32位去保存，也就是4字节保存，4字节对齐。4字节对齐的意思就是各种参数在内存中保存的时候，它的起始位置和终止位置都是4的整数倍。这个参数包括char、short、int、double等标准数据类型，自己定义的结构体，数组和联合。起始和终止地址4字节对齐的意思就是说只可能从0\\4、8、12\\16......这样的地址开始，结束于3、7、11、15......这样的地址。

我见到的还有1字节对齐，2字节对齐，就见过这3种方式。其它的我没有见过，应该也没什么用，8字节对齐在64位系统应该也有。我们遇到的问题把字节对齐由默认的4字节改为1字节就好了。

二、如何修改字节对齐

1、伪指令\#pragma pack (n);//n字节对齐，n不填为使用默认字节对齐，大多数恢复4字节对齐。

2、用\_\_attribute\_\_ 选项。

\_\_attribute\_\_((aligned(n)))：这么用很纠结。我的环境中不好用！！！！！！！但是看资料的意思这个好用，没错误。也是按n字节对齐，不过我不知道n不写或写0是什么结果，试不了啊。

\_\_attribute\_\_ ((packed))：这么用还是好的。它只能修饰结构体等这类。代表的意思是按成员中最小的字节对齐方式。

所以使用\#pragma pack (n)和 \_\_attribute\_\_ ((packed))就好， \_\_attribute\_\_ ((packed))是用到最多的。使用方法也很简单。\#pragma pack (n)放在你想改变字节对齐方式的结构体定义之前，放在函数里不好用！ \_\_attribute\_\_ ((packed))放在结构体定义“｝”与“；”之间即可。

三、例子：

自己测试了很多，都删了，用下面这个就能说明一些问题，调整\#pragma pack (2)的参数值，改为1、4和空试试。就清楚了。gcc编译一下，运行一下。

\#include  
\#include  
\#include

struct A  
\{  
short a;  
\};

struct B  
\{  
int b;  
\};

\#pragma pack (2)

struct stu  
\{  
struct A a;  
struct B b;

\};

int main(void)  
\{  
struct stu my\_stu;  
printf("sizeof(my\_stu):%d\\n", sizeof(my\_stu));  
return 0;  
\}

四、字节对齐的意义

字节对齐可以直接影响CPU效率。CPU的寻址方式是不会变的，32位机器寻址都是从4的整数倍地址开始读写内存。一个int类型的参数，占用4个字节。如果保存的时候按4字节对齐方式保存，那么CPU读写它的时候一次就够了。而如果保存的时候按2字节对齐方式保存，恰巧它的起始地址又不是4的整数倍，那就麻烦了。CPU每次只能读从4的整数倍开始的地址读取，最多读4个字节。所以要想把这个int参数读出来，那就得先读前一部分2字节，再读剩下的一部分2字节。读两次，肯定比4字节对齐的慢啊。数据少还好说，如果系统很庞大，业务很多，也应该是不能忽视的吧。

减小字节对齐方式也是有它独特的好处的。假如改为1字节对齐。例如结构体struct D\{char a; int b;\}。4字节对齐D占8字节空间，1字节对齐仅占5字节。剩空间！！！还是那句话，如果系统很庞大，参数众多，省的可能就不是几个字节的事了吧。

那那篇微博中的话总结就是，时间换空间还是空间换时间的问题。具体怎么做就要看你的具体需求了。

就写这些吧。主要还是侧重在怎么去用。自己底子薄经验少，理论上的东西写的不多。如果你读到这篇文章，感觉有不对的地方，请指正，非常感谢！

想写技术博客很久了，直到今天才真正的落笔，呵呵。希望这是一个好的开始。

[http_zhangzhenyuan163.blog.163.com_blog_static_858193892012810101341119]: http://zhangzhenyuan163.blog.163.com/blog/static/858193892012810101341119/
[E_6721EN00SIGG.gif]: /images/20220404/f7567d1b0dd34b8d95910dd3d7ac090d.png