2、iOS 结构体内存对齐

2020-09-08 本文已影响0人 ChenL

一、结构体内存对齐原则：

1.第⼀个数据成员放在offset为0的地方
2.后续的成员起始位置要从该成员大小的整数倍开始，若该成员是结构体或者数组等，则从其内部最⼤元素⼤⼩的整数倍地址开始存储
3.结构体的总⼤⼩,也就是sizeof的结果,必须是其内部最⼤成员的整数倍.不⾜的要补⻬

1.普通结构体

struct PerStruct {

    double  money;  // 占8字节   起始位置(0-7)

    char  sex;    // 占1字节  起始位置（8）

    int  ID;      // 占4字节 因9不是4的整数倍 所以 起始位置为（12 13 14 15）

    short   hh;    // 占2字节  起始位置为 (16 17)

}preStruct;

内部大小：18  (0-17)

最大成员属性：8 

结构体总大小：  24  因为必须是最大成员8的整数倍 18不足 补齐后是 24

2.嵌套结构体

struct   StuStruct {

    double  money;  //占8字节  (0-7)

    int  score;      //占4字节  (8 9 10 11)

    char  sex;    //占1字节  (12)

    short  hh;    //占2字节 因13不是2的整数倍 所以起始位置(14 15) 

    struct  PerStruct ss; //占24字节  16正好是最大成员8的整数倍所以 起始位置（16 ... 39）

}stuStruct;

内部大小：40  (0-39)

最大成员属性：8 

结构体总大小：  40  因为必须是最大成员8的整数倍 不用补齐

二、OC类的数据成员关于Size

1、OC类的属性

无论是结构体还是类其实都是一些数据的集合的声明和描述，OC类也是如此。只不过在OC类中除了声明数据成员外，还可以定义方法。当然方法本身是不会占用对象的存储空间的。

在OC类中声明的实体属性最终会转化为数据成员。每个OC类中还会有一个隐式的数据成员isa，这是一个指针类型的数据成员，并且是作为类的第一个数据成员被定义。因此下面的OC类定义:

@interface Student
     @property short int age;
     @property NSString *address;
     @property float grade;
     @property BOOL sex;
@end
转化为结构体的话就会变成：
struct Student {
     void *isa;
     BOOL _sex;
     short int _age;
     float  _grade;
     NSString *_address;
};

OC类中定义的属性顺序会在编译时进行优化调整，其调整的规则就是先按数据类型的尺寸从小到大进行排列，相同尺寸的数据成员则按字母顺序进行排列。

因此我们在定义OC类时不需要考虑属性的定义顺序，系统会优化这些顺序以便达到最小的内存占用。
最后再来说说OC类实例对象的内存占用问题。OC类的对象内存尺寸占用按如下规则进行计算：64位系统中是所有数据成员的总和并且是8的倍数，32位系统中是所有数据成员的总和并且是4的倍数。最小为16个字节。

2. OC类的内部数据成员

OC类中定义的实例属性系统在编译时会默认转化为一个带下划线的数据成员，属性数据成员的内存排列顺序会被优化处理。在实际中我们还可以在OC类中直接定义内部的数据成员，比如下面的形式：

@interface Student
       @property NSString *address;
       @property BOOL sex;
@end

@implementation Student {
      //内部的数据成员
       BOOL a[100];
       NSString  *b;
}
@end

上面的实现中定义了两个内部数据成员a,b。当出现这种情况时编译器不会对这些内部数据成员的顺序进行优化，而是按定义的顺序在内存中进行排列，并且是优先于属性数据成员进行排列。因此上面的例子最终的内存布局结构为：

struct Student {
     void *isa;
     BOOL a[100];
     NSString *b;
     BOOL _sex;
     NSString *_address;
};

因此个人不建议在OC类中定义内部数据成员，因为它会影响最终的对象内存占用情况。如果实在是要定义的话就需要考虑这些内部数据成员的定义顺序以便达到最佳的内存占用布局来减少对象内存实例的占用。就以上面的代码为例，在64位系统下的最佳定义顺序应该如下：

@interface Student
      @property NSString *address;
      @property BOOL sex;
@end

@implementation Student {
     //内部的数据成员
      NSString  *b;
      BOOL a[100];
}
@end