在 golang 中优化数据结构/字对齐填充

Question

与我在 C++ 中学到的类似，我相信填充会导致两个结构的实例大小不同。type Foo struct {    w byte //1 byte    x byte //1 byte    y uint64 //8 bytes}type Bar struct {    x byte //1 byte    y uint64 //8 bytes    w byte// 1 byte}func main() {    fmt.Println(runtime.GOARCH)    newFoo := new(Foo)    fmt.Println(unsafe.Sizeof(*newFoo))    newBar := new(Bar)    fmt.Println(unsafe.Sizeof(*newBar))}输出：amd641624定义结构成员时是否有经验法则可以遵循？（如类型大小的升序/降序）是否有我们可以通过的编译时优化，可以自动处理这个问题？或者我根本不应该担心这个？

Answer 1

目前没有编译时优化；这些值在 x64 上填充为 8 个字节。

您可以手动排列结构以最佳利用空间；通常是从较大的类型变为较小的类型；例如，8 个连续的字节字段将仅使用 8 个字节，但单个字节将被填充到 8 字节对齐，请考虑： https: //play.golang.org/p/0qsgpuAHHp

package main

import (

    "fmt"

    "unsafe"

)

type Compact struct {

    a, b                   uint64

    c, d, e, f, g, h, i, j byte

}

// Larger memory footprint than "Compact" - but less fields!

type Inefficient struct {

    a uint64

    b byte

    c uint64

    d byte

}

func main() {

    newCompact := new(Compact)

    fmt.Println(unsafe.Sizeof(*newCompact))

    newInefficient := new(Inefficient)

    fmt.Println(unsafe.Sizeof(*newInefficient))

}

如果您考虑到这一点；您可以优化结构的内存占用。

Answer 2

或者我根本不应该担心这个？

是的你应该。
这也称为机械同情（请参阅此Go Time 播客片段），因此它还取决于您正在编译的硬件架构。

如图所示：

• “天字节对齐回来咬我”（2014 年 1 月）

• 《关于 Go 切片值的内存对齐》（2016 年 7 月）

Go 切片中的值是 16 字节对齐的。它们不是 32 字节对齐的。
Go 指针是字节对齐的。

Answer 3

这取决于您正在开发的应用程序的类型以及这些结构的使用。如果应用程序需要满足一些内存/性能标准，您绝对应该关心内存对齐和填充，但不仅如此 - 有一篇很好的文章https://www.usenix.org/legacy/publications/library/proceedings/als00/2000papers/论文/full_papers/sears/sears_html/index.html突出了最佳 CPU 缓存使用的主题以及结构布局和性能之间的相关性。它突出了缓存行对齐、错误共享等。

还有一个不错的 golang 工具https://github.com/1pkg/gopium可以帮助自动化这些优化，看看吧！