如果内存是字节可寻址的，为什么我们有对齐填充？

Question

由于我们可以单独处理每个字节的内存，为什么编译器要特别注意确保结构及其成员与内存中的32位边界对齐？ 我可能在这里错了，但是在32位系统上，从0x0800开始获取4个字节的速度是不是很快，因为它来自0x0801？

Answer 1

在大多数体系结构中，对自然对齐的数据类型执行读/写操作会更快。在某些系统上，如果您在未对齐时尝试访问某些类型，它将生成异常（例如，在大多数情况下为崩溃）。所以一般来说，你总是希望保持自然对齐，除非你有充分的理由不这样做。

另见相关的SO问题和答案：

• Purpose of memory alignment

• why is data structure alignment important for performance?

• Does unaligned memory access always cause bus errors?

Answer 2

取自wikipedia：

  

例如，当计算机的字长为4字节（一个字节意味着8位）时，要读取的数据应该是存储器偏移量，该偏移量是4的倍数。如果不是这种情况，例如，数据从第14个字节而不是第16个字节开始，然后计算机必须读取两个4字节的块并在读取所请求的数据之前进行一些计算，否则它可能会产生对齐错误。即使先前的数据结构在第14个字节结束，下一个数据结构应该从第16个字节开始。在两个数据结构之间插入两个填充字节，以将下一个数据结构与第16个字节对齐

内存必须multiple of 4 bytes才能更快地访问，reduce computation代表better performance。 因此，如果在大多数情况下存储器通常是4字节块的地址字节可寻址，则我们知道下一个地址将从何处开始，例如如上所述，如果您最终得到14 bytes（应该是16字节4 * 4 = 16），那么您就知道必须使用多少填充16-14 = 2 bytes padding。这就是为什么在未对齐的内存中使用填充的原因。