结构体内存布局：Go 语言底层揭秘

2024-01-19 04:17:05

一文搞懂Go结构体内存布局

在 Go 语言中，结构体是一种强大的数据类型，它允许我们组合不同的数据类型以创建自定义类型。了解结构体的内存布局对于理解和优化 Go 程序至关重要。

结构体内存布局

结构体实际上由各种类型的数据组合而成的一种符合数据类型，一个结构体变量的大小是由结构体中的字段决定。结构体和它所包含的数据在内存中是以连续块的形式存在的。我们可以借助 unsafe.Sizeof 方法来确定结构体变量所占用的内存大小。

import "unsafe"

type Point struct {
    X int
    Y int
}

func main() {
    var p Point
    size := unsafe.Sizeof(p)
    fmt.Println("Point size:", size) // 输出：16
}

在这个例子中，Point 结构体包含两个 int 字段，每个 int 在 64 位系统中占用了 8 个字节，因此 Point 结构体的大小为 16 字节。

字段对齐

Go 编译器会对结构体字段进行对齐，以优化内存访问。对齐是指将字段放置在内存中的特定偏移量处，以提高读取和写入效率。在 64 位系统中，基本类型（如 int 和 float64）的默认对齐为 8 字节。

如果结构体字段未对齐，编译器将使用填充字节来确保字段对齐正确。这可能会增加结构体的大小并降低内存效率。

填充字节

在某些情况下，编译器可能会在结构体中插入填充字节以满足对齐要求。填充字节是未使用的字节，它们用于对齐字段并确保结构体的大小是其最大字段大小的倍数。

例如，以下结构体包含一个 int 字段和一个 bool 字段：

type Flag struct {
    Value int
    Flag bool
}

在 64 位系统中，int 的对齐为 8 字节，而 bool 的对齐为 1 字节。为了满足 8 字节的对齐要求，编译器将在 bool 字段后面插入 7 个填充字节。因此，Flag 结构体的大小为 16 字节，其中 8 个字节用于 int 字段，7 个字节用于填充，1 个字节用于 bool 字段。