最近在做一些性能优化的工作,其中有个结构体占用的空间比较大,而且在内存中的数量又特别多,就在想有没有优化的空间,想起了 c 语言里面的字节对齐,通过简单地调整一下字段的顺序,就能省出不少内存,这个思路在 golang 里面同样适用
基本数据大小
在这之前先来看下 golang 里面基本的类型所占数据的大小
So(unsafe.Sizeof(true), ShouldEqual, 1)So(unsafe.Sizeof(int8(0)), ShouldEqual, 1)So(unsafe.Sizeof(int16(0)), ShouldEqual, 2)So(unsafe.Sizeof(int32(0)), ShouldEqual, 4)So(unsafe.Sizeof(int64(0)), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(int(0)), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(float32(0)), ShouldEqual, 4)So(unsafe.Sizeof(float64(0)), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(""), ShouldEqual, 16)So(unsafe.Sizeof("hello world"), ShouldEqual, 16)So(unsafe.Sizeof([]int{}), ShouldEqual, 24)So(unsafe.Sizeof([]int{1, 2, 3}), ShouldEqual, 24)So(unsafe.Sizeof([3]int{1, 2, 3}), ShouldEqual, 24)So(unsafe.Sizeof(map[string]string{}), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(map[string]string{"1": "one", "2": "two"}), ShouldEqual, 8)So(unsafe.Sizeof(struct{}{}), ShouldEqual, 0)bool 类型虽然只有一位,但也需要占用1个字节,因为计算机是以字节为单位64为的机器,一个 int 占8个字节string 类型占16个字节,内部包含一个指向数据的指针(8个字节)和一个 int 的长度(8个字节)slice 类型占24个字节,内部包含一个指向数据的指针(8个字节)和一个 int 的长度(8个字节)和一个 int 的容量(8个字节)map 类型占8个字节,是一个指向 map 结构的指针可以用 struct{} 表示空类型,这个类型不占用任何空间,用这个作为 map 的 value,可以讲 map 当做 set 来用
字节对齐
结构体中的各个字段在内存中并不是紧凑排列的,而是按照字节对齐的,比如 int 占8个字节,那么就只能写在地址为8的倍数的地址处,至于为什么要字节对齐,主要是为了效率考虑,而更深层的原理看了一下网上的说法,感觉不是很靠谱,就不瞎说了,感兴趣可以自己研究下
// |x---|So(unsafe.Sizeof(struct { i8 int8}{}), ShouldEqual, 1)简单封装一个 int8 的结构体,和 int8 一样,仅占1个字节,没有额外空间
// |x---|xxxx|xx--|So(unsafe.Sizeof(struct { i8 int8 i32 int32 i16 int16}{}), ShouldEqual, 12)// |x-xx|xxxx|So(unsafe.Sizeof(struct { i8 int8 i16 int16 i32 int32}{}), ShouldEqual, 8)这两个结构体里面的内容完全一样,调整了一下字段顺序,节省了 33% 的空间
// |x---|xxxx|xx--|----|xxxx|xxxx|So(unsafe.Sizeof(struct { i8 int8 i32 int32 i16 int16 i64 int64}{}), ShouldEqual, 24)// |x-xx|xxxx|xxxx|xxxx|So(unsafe.Sizeof(struct { i8 int8 i16 int16 i32 int32 i64 int64}{}), ShouldEqual, 16)这里需要注意的是 int64 只能出现在8的倍数的地址处,因此第一个结构体中,有连续的4个字节是空的
type I8 int8type I16 int16type I32 int32So(unsafe.Sizeof(struct { i8 I8 i16 I16 i32 I32}{}), ShouldEqual, 8)给类型重命名之后,类型的大小并没有发生改变
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