c++ - 为什么偏爱数据结构对齐？

Question

结构的每个成员的类型通常有一个默认的对齐方式，即每个结构成员都在预先确定的边界上对齐。出于这个原因，填充在以下 wiki 示例中执行:

struct MixedData
{
    char Data1;
    short Data2;
    int Data3;
    char Data4;
};



struct MixedData  /* After compilation in 32-bit x86 machine */
{
    char Data1; /* 1 byte */
    /* 1 byte for the following 'short' to be aligned on a 2 byte boundary 
assuming that the address where structure begins is an even number */
    char Padding1[1];
    short Data2; /* 2 bytes */
    int Data3;  /* 4 bytes - largest structure member */
    char Data4; /* 1 byte */
    char Padding2[3]; /* 3 bytes to make total size of the structure 12 bytes */
};

应保留对齐的(实际)原因是什么？

Answer 1

未对齐的读取和写入通常需要 CPU 从内存中获取两个相邻的字(而不是一个)，并应用一些额外的按位算法才能正确执行指定的操作。

某些架构(如 x86)会以牺牲性能为代价允许它。其他架构(最著名的是 ARM)要么引发异常(通常会导致用户进程的 SIGBUS 信号)，要么甚至将地址“舍入”到最近的边界，这可能会导致一些非常讨厌的问题错误。