Golang Go语言内存对齐的问题

发布于 1周前 作者 caililin 来自 Go语言

golang 内存对齐问题

func (wg *WaitGroup) state() (statep *uint64, semap *uint32) {
    if uintptr(unsafe.Pointer(&wg.state1))%8 == 0 {
        // 如果地址是 64bit 对齐的,数组前两个元素做 state ,后一个元素做信号量
        return (*uint64)(unsafe.Pointer(&wg.state1)), &wg.state1[2]
    } else {
        // 如果地址是 32bit 对齐的,数组后两个元素用来做 state ,它可以用来做 64bit 的原子操作,第一个元素 32bit 用来做信号量
        return (*uint64)(unsafe.Pointer(&wg.state1[1])), &wg.state1[0]
    }
}

这是我看的一篇文章 https://www.luozhiyun.com/archives/429

这块是代码在 64 和 32 位下处理内存的技巧,但是我对这个还是似懂非懂。所以想问下该如何理解。


Golang Go语言内存对齐的问题

更多关于Golang Go语言内存对齐的问题的实战系列教程也可以访问 https://www.itying.com/category-94-b0.html

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state1 [3]uint32

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https://zhuanlan.zhihu.com/p/106933470

我之前困惑的点在于,在 32 位下访问 8 字节需要两次,怎么保证原子性呢。

然后这篇文章有提到
The first word in a variable or in an allocated struct, array, or slice can be relied upon to be 64-bit aligned.
变量或开辟的结构体、数组和切片值中的第一个 64 位字可以被认为是 8 字节对齐


32 位系统下可原子安全访问的 64 位字有:
64 位字本身
64 位字数组、切片
结构体首字段为对齐的 64 位字及相邻的 64 位字
结构体中首字段为嵌套结构体,且其首元素为 64 位字
结构体增加填充使对齐的 64 位字
结构体中 64 位字切片
结构体中 64 位字指针



http://flint.cs.yale.edu/cs422/doc/24547212.pdf

x86 的特例。
其他平台没这个保证的

如果是 64 位的机器那肯定是 8 字节对齐了的,所以是上面第一种方式
如果在 32 位的机器上
如果恰好 8 字节对齐了,那么也是第一种方式取前面的 8 字节数据
如果是没有对齐,但是 32 位 4 字节是对齐了的,所以我们只需要后移四个字节,那么就 8 字节对齐了,所以是第二种方式


还是有疑惑,32 位不都是 4 字节对齐,为啥要后移 4 个字节,然后取数据。

要不看最新版的吧, 有改动, 和这个不一样了.

因为 if 那里判断了,

(点错了发出去了)第 0 个元素模 8 不是 0 ,所以偏移 4 字节才会对齐。原文也说的比较清楚吧

关于Golang(Go语言)内存对齐的问题,这是一个涉及编译器如何优化数据在内存中布局的重要议题。内存对齐主要是为了保证程序能够高效运行,具体作用如下:

  1. 提高访问效率:CPU访问内存时,通常以字长(如64位系统中的8字节)为单位。若数据起始地址未对齐,CPU可能需要多次访问才能完整读取数据,而对齐后通常只需一次访问。
  2. 确保平台移植性:不是所有硬件平台都能访问任意地址上的数据。内存对齐可确保代码在不同平台上的兼容性。

在Go语言中,内存对齐由编译器自动处理,但开发者可通过unsafe包中的unsafe.Alignofunsafe.Sizeof等函数了解数据类型的对齐系数和内存占用情况。结构体类型的对齐系数是其成员中最大对齐系数的值,且结构体整体占用的内存大小需是该对齐系数的整数倍。

此外,合理排列结构体成员的顺序,有时能减少内存空间的浪费,提高内存使用效率。开发者在定义结构体时,应尽量将相同类型的变量定义在一起,并考虑内存对齐的规则,以优化内存布局。

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