iOS内存对齐分析

作者: 奶牛的奶糖 | 来源:发表于2020-09-09 00:50 被阅读0次

    今天探索的是内存是如何分配,如何对齐的, 一般我们在开发时通常都会用到LLDB断点调试, 看看下图对JJPerson的断点打印


    image.png

    通过断点打印这个person对象,以下是通过lldb指令打印输出的值

    x/6gx 0x600003f51590 (打印6个内存段)
    

    输出

    0x600003f51590: 0x00000001094407d0 0x0000001400006261
    0x600003f515a0: 0x000000010943e038 0x000000010943e058
    0x600003f515b0: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
    

    再继续打印这些地址康康呢

    po 0x600003f51590     --> <JJPerson: 0x600003f51590>
    po 0x00000001094407d0   --> JJPerson 
    po 0x000000010943e038   -->  daju
    po 0x00000014           -->  20
    po 0x62                 --> 98   (98是不是对应着ascll码中的b)
    po 0x61                 -->97  (97是不是对应着ascll码中的a)
    

    是不是有很多疑问?比如:
    为啥还有0x0000000000000000呢?
    c1 c2为啥共用的一段内存呢, 但是可以分开打印?
    age为什么要长一点?
    为啥c1 c2在前面呢?

    image.png

    看看上面这个图就知道了,因为不同类型所占字节大小不同, 苹果系统为了方便读取, 节约内存所以对我们的对象的内存进行了字节对齐,重排.

    内存对齐原则

    1:数据成员对⻬规则:结构(struct)(或联合(union))的数据成员,第
    一个数据成员放在offset为0的地方,以后每个数据成员存储的起始位置要
    从该成员大小或者成员的子成员大小(只要该成员有子成员,比如说是数组,结构体等)的整数倍开始(比如int为4字节,则要从4的整数倍地址开始存储。 min(当前开始的位置mn)m=9n=4
    9 10 11 12
    2:结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则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.)
    3:收尾工作:结构体的总大小,也就是sizeof的结果,.必须是其内部最大 成员的整数倍.不足的要补⻬。

    如何理解上面的意思, 我们以这个结构体为例子

    struct LGStruct1 {
        double a;    // 8字节 (0-7) 
        char b;      // 1字节 [8 ] (8)
        int c;       // 4字节 [9 4] 9 10 11 (12 13 14 15)
        short d;     // 2字节 [16 2] (16 17)
    }struct1;
    
    NSLog(@"struct1 - %lu",sizeof(struct1));
    

    输出

    2020-09-09 00:42:58.246389+0800 001-内存对齐原则[51039:4654930] struct1 - 24
    

    内存对齐规则1:开始位置必须是所占字节数的整数倍,才能开始存。
    (举例:char b,由于开始位置是所占字节数的整数倍可以直接存,int c ,开始位置是从9,并不是4的整数倍,所以从12开始存)

    存储大小是:18{0-17}

    由于结构体中存在double为最大字节数:8
    (内存对齐规则3:所占内存必须是最大字节数的整数倍。所以必须是8的整数倍。18-->24)

    所以所占内存大小是24.

    struct JJStruct2 {
        int a;         //4字节 (0-7)
        double b;      //8字节 (8 9 10 11 12 13 14 15)
        char c;        //1字节 (16)
        short d;       //2字节  (18 19)
    }struct2;
    // 20 -> 24
    20不是8的整数倍,所以所占内存是24
    
    
    struct JJStruct3 {
        int a;                      //4字节 (0 7)
        double b;                   //8字节    (8 9 10 11 12 13 14 15)
        char s;                     //1字节    (16)
        short cc;                   //2字节    (18 19)
        struct JJStruct2 *structoo; //8    (24 25 26 27 28 29 30 31)
    
    } jjstruct3;
    //32 -> 32
    NSLog(@"%lu-%lu - %lu",sizeof(struct1),sizeof(struct2), sizeof(jjstruct3)); NSLog(@"%lu-%lu",sizeof(struct1),sizeof(struct2));
    

    输出

    2020-09-09 00:25:39.871666+0800 001-内存对齐原则[50912:4644070] 24-24 - 32
    

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