什么是内存对齐
计算机中内存空间是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是：在访问特定类型变量的时候通常在特定的内存地址访问，这就需要对这些数据在内存中存放的位置有限制，各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
内存对齐是编译器的管辖范围。表现为：编译器为程序中的每个“数据单元”安排在适当的位置上。
内存对齐规则
每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”。在ios中，Xcode默认为#pragma pack(8)，即8字节对齐
- 数据成员的对齐规则：
m表示当前成员的开始位置,n表示当前成员所需要的位数。如果m 整除 n, 当前成员从m位置开始存储n位, 反之继续检查m+1能否整除 n, 直到可以整除, 当前成员从m+1位置开始存储n位。
9 10 11 12 - 数据成员为结构体：如果⼀个结构体⾥包含其他结构体成员,则这个结构体成员要从其
内部最⼤元素⼤⼩的整数倍地址开始存储.(struct a⾥存有struct b,b⾥有char,int ,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储.) - 结构体的
⼤⼩,必须是其内部最⼤成员的整数倍.不⾜的要补⻬。
各类数据在iOS中占用的内存大小
数据内存大小表
验证内存对齐规则
首先我们定义两个结构体来分析对应的内存大小
struct YPStruct1 {
double a; // 8
char b; // 1
int c; // 4
short d; // 2
}YPStruct1;
struct YPStruct2 {
double a; //8
int b; //4
char c; //1
short d; //2
}YPStruct2;
struct YPStruct3 {
double a; //8
int b; //4
char c; //1
short d; //2
int e; //4
struct YPStruct2 struct2; //16
}YPStruct3;
NSLog(@"YPStruct1 == %lu , YPStruct2 == %lu , YPStruct3 == %lu , YPStruct3.struct2 == %lu",
sizeof(YPStruct1),sizeof(YPStruct2),sizeof(YPStruct3),sizeof(YPStruct3.struct2));
内存打印结果
内存打印结果
YPStruct1内存计算
YPStruct1内存计算
-
变量a：从第0位开始，占8字节 所以存储在[0-7] -
变量b：从第8位开始，占1字节 所以存储在[8-8] -
变量c：从第12位开始，占4字节 因为9不能整除4，所以初始位向后移，所以存储在[12-15] -
变量d：从第16位开始，占2字节 所以存储在[16-17]
因此YPStruct1的需要的内存大小为17字节，而YPStruct1中最大变量的字节数为8，所以 YPStruct1 实际的内存大小必须是 8 的整数倍，17向上取整到24，主要是因为24是8的整数倍，所以sizeof(YPStruct1) 的结果是 24
YPStruct2内存计算
YPStruct2内存计算
-
变量a：从第0位开始，占8字节 所以存储在[0-7] -
变量b：从第8位开始，占4字节 所以存储在[8-11] -
变量c：从第12位开始，占1字节 所以存储在[12-12] -
变量d：从第13位开始，占2字节 所以存储在[13-15]
因此YPStruct2的需要的内存大小为15字节，而YPStruct2中最大变量的字节数为8，所以 YPStruct2 实际的内存大小必须是 8 的整数倍，15向上取整到16，主要是因为24是8的整数倍，所以sizeof(YPStruct2) 的结果是 16
YPStruct3内存计算
YPStruct3内存计算
-
变量a：从第0位开始，占8字节 所以存储在[0-7] -
变量b：从第8位开始，占4字节 所以存储在[8-11] -
变量c：从第12位开始，占1字节 所以存储在[12-12] -
变量d：从第13位开始，占2字节 所以存储在[13-14] -
变量e：从第16位开始，占4字节 所以存储在[16-19]，因为15不能整除4，所以初始位向后移 -
结构体struct2：因为struct2是一个结构体，结构体成员要从其内部最大成员大小的整数倍开始存储，struct2的最大成员字节为8，由于当前是从19开始的，不是8的整数倍，所以要向后移动到24，从24位开始，占16字节 所以存储在[24-39]，因为39不是8的整数倍，所以向后移动到40，所以sizeof(YPStruct3) 的结果是 40
内存优化（属性重排）
- 自定义一个YPPerson类，声明几个属性
@interface YPPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *nickName;
// @property (nonatomic, copy) NSString *hobby;
@property (nonatomic, assign) int age;
@property (nonatomic, assign) long height;
@property (nonatomic) char c1;
@property (nonatomic) char c2;
@end
- 在main中创建YPPerson的实例对象，并对其中的几个属性赋值
int main(int argc, char * argv[]) {
NSString * appDelegateClassName;
@autoreleasepool {
YPPerson *person = [YPPerson alloc];
person.name = @"Cooci";
person.nickName = @"KC";
person.age = 18;
person.c1 = 'a';
person.c2 = 'b';
NSLog(@"%@",person);
appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
}
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);
}
- 通过断点调试，根据
YPPerson的对象地址，查找对应的属性值
image.png
-
0x00000001044e4028地址代表name的值 -
0x00000001044e4048地址代表nickName的值 - 但是当我们打印
0x0000001200006261地址时，发现是乱码，是因为苹果对age、c1、c2属性进行了内存重排，因为age类型占4个字节，c1和c2类型char分别占1个字节，通过4+1+1的方式，按照8字节对齐，不足补齐的方式存储在同一块内存中-
0x00000012地址代表age的值 -
0x62地址代表c1的值，ASCII码的形式 -
0x61地址代表c2的值，ASCII码的形式
-
-
0x0000000000000000地址代表没有赋值的属性
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总结
- YPStruct1 通过内存字节对齐原则，增加了9个字节，而YPStruct2通过内存字节对齐原则，通过4+2+1的组合，只需要补齐一个字节即可满足字节对齐规则，这里我们可以知道
结构体内存大小与结构体成员内存大小的顺序有关 - 我们在内存中采用了内存对齐的方式，但并不是所有的内存都可以进行浪费的，苹果会自动对属性进行
重排，以此来优化内存
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