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為什么Go語言有時也需要考慮對齊的問題

發(fā)布時間:2022-01-17 17:58:31 來源:億速云 閱讀:171 作者:柒染 欄目:數(shù)據(jù)庫

本篇文章給大家分享的是有關為什么Go語言有時也需要考慮對齊的問題,小編覺得挺實用的,因此分享給大家學習,希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲,話不多說,跟著小編一起來看看吧。

CPU 訪問內存時,并不是逐個字節(jié)訪問,而是以字長(word size)為單位訪問。比如 32 位的 CPU,字長為 4 字節(jié),那么 CPU 訪問內存的單位也是 4 字節(jié)。

這么設計的目的,是減少 CPU 訪問內存的次數(shù),加大 CPU 訪問內存的吞吐量。比如同樣讀取 8 個字節(jié)的數(shù)據(jù),一次讀取 4 個字節(jié)那么只需要讀取 2 次。

下面我們來看看,編寫程序時,變量在內存中是否按內存對齊的差異。假設我們有如下結構體:

struct Foo { uint8_t a; uint32_t b;}

示意圖如下:

我們假設 CPU 以 4 字節(jié)為單位讀取內存。

如果變量在內存中的布局按 4 字節(jié)對齊,那么讀取 a 變量只需要讀取一次內存,即 word1;讀取 b 變量也只需要讀取一次內存,即 word2。

而如果變量不做內存對齊,那么讀取 a 變量也只需要讀取一次內存,即 word1;但是讀取 b 變量時,由于 b 變量跨越了 2 個 word,所以需要讀取兩次內存,分別讀取 word1 和 word2 的值,然后將 word1 偏移取后 3 個字節(jié),word2 偏移取前 1 個字節(jié),最后將它們做或操作,拼接得到 b 變量的值。

顯然,內存對齊在某些情況下可以減少讀取內存的次數(shù)以及一些運算,性能更高。

另外,由于內存對齊保證了讀取 b 變量是單次操作,在多核環(huán)境下,原子性更容易保證。

但是內存對齊提升性能的同時,也需要付出相應的代價。由于變量與變量之間增加了填充,并沒有存儲真實有效的數(shù)據(jù),所以占用的內存會更大。這也是一個典型的空間換時間的應用場景。

以上就是為什么Go語言有時也需要考慮對齊的問題,小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業(yè)資訊頻道。

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