内存对齐

1. 存取粒度

CPU 需要从内存中读取数据到寄存器中，计算完成之后再做输出等一系列操作。和物流一样，一辆飞机或者卡车一次不会只运输一个快递单，同理：

• CPU 不是一个字节一个字节地读取内存的，而是按照一定的大小来读取内存中的数据到寄存区。比如2字节、4字节、16字节等；

这就是 CPU 的存取粒度

2. 为什么需要内存对齐

有了存取粒度的前提，假设 CPU 存取粒度为 4 个字节，而所需要数据分别标记为 1、2、3、4。

如果没有内存对齐，那么显然所有的数据都是顺序乱序排列，每一个地址都会被用的很满，假设用 1 个字节的 char 类型来做填充。

那么，当 CPU 读取这 4 个字节时，就会存在三种情况：

如图：

无内存对齐

1. 恰好从第一位开始读取

此时，CPU 通过一次读取就拿到了所需的 4 个数据，这是最完美的情况；

2. 从第一位之前开始读取
3. 从第一位之后开始读取

无论哪种情况出现，最终都需要读取两次，流程大致如图：

拼接数据

此时，相对于第一种情况，额外的操作有：

1. 读取次数增加；
2. 在不同的内存段中寻找并取出正确的数据；
3. 数据的拼接；
4. 如果需要取出的数据量很大，比如16字节、32、256等，复杂度成倍上升；
5. CPU 的操作频率相当之快，这种多余的操作就会成指数级别地影响性能；

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以上在没有内存对齐的情况下，CPU 能否单次操作就读取到所需要的全部数据，完全是随缘，此时就需要通过内存对齐来最大限度的减少这种多次读取的情况，所以内存对齐相当重要！！！

人为规定当数据少于 CPU 存取粒度时，最少给予数据一个存取粒度大小的字节数。

比如 CPU 存取粒度是 4 字节，数据作为一个整体，不足 4 个字节的数据补充到 4 或者 4 的倍数，各种不对齐的情况就会变成：

内存对齐

上图不同颜色表示一个完成的数据字段；

如此，CPU 都只需要一次就可以读取到全部数据。当所需数据为 8 字节时，也只需要 8 / 4 = 2 次；

3. 内存对齐的规则

1. 结构体大小必须是最大成员变量大小的倍数；

4. NSObject