iOS 内存管理（七）-字节对齐

struct Mystruct1{
    char a;     //1字节
    double b;   //8字节
    int c;      //4字节
    short d;    //2字节
}Mystruct1;

struct Mystruct2{
    double b;   //8字节
    int c;      //4字节
    short d;    //2字节
    char a;     //1字节
}Mystruct2;

struct Mystruct3{
    double b;   //8字节
    int c;      //4字节
    short d;    //2字节
    char a;     //1字节
    struct Mystruct1 e;
}Mystruct3;

//计算 结构体占用的内存大小
NSLog(@"%lu----%lu----%lu",sizeof(Mystruct1),sizeof(Mystruct2),sizeof(Mystruct3));

打印结果为：24----16----40

Mystruct1 与 Mystruct2 数据成员的顺序不同，为什么会导致内存分配的大小不同呢？

1.字节对齐的原则

• 结构体或者联合体的数据成员，第一个成员的存储位置从0开始，之后的每个成员的存储起始位置均为该成员的大小的整数倍

Mystruct1：
成员 a 占 1 个字节, 从 0 的位置开始
成员 b 占 8 个字节，挨 0 + 1 最近的 8 的整数倍是8，所以 b 从 8 的位置开始
成员 c 占 4 个字节，挨 8 + 8 最近的 4 的整数倍是16，所以 c 从 16 的位置开始
成员 d 占 2 个字节，挨 16 + 4 最近的 2 的整数倍是20，所以 d 从 20 的位置开始
一共是占 22 个字节。

Mystruct2：
成员 a 占 8 个字节, 从 0 的位置开始
成员 b 占 4 个字节，挨 0 + 8 最近的 4 的整数倍是8，所以 b 从 8 的位置开始
成员 c 占 2 个字节，挨 8 + 4 最近的 2 的整数倍是12，所以 c 从 12 的位置开始
成员 d 占 1 个字节，挨 12 + 2 最近的 1 的整数倍是14，所以 d 从 14 的位置开始
一共是占 15 个字节。

• 结构体的总大小(sizeof的结果)，必须是其内部最大成员的整数倍，不足的需要补齐

根据这条原则，上面的 Mystruct1 中，占 22 个字节，必须是最大成员 （double b ）的整数倍，也就是8的整数倍，所以占24个字节
根据这条原则，上面的 Mystruct2 中，占 15 个字节，必须是最大成员 （double b ）的整数倍，也就是8的整数倍，所以占16个字节

• 如果结构体或者联合体的数据成员中存在子结构体，则子结构体的存储起始位置为其内部最大成员的整数倍

上面的 Mystruct3 中，成员 a、b、c、d 的内存分配和 Mystruct2 是一致的, 占15个字节；
成员 e 是 Mystruct1 类型，上面也计算过是占24个字节。
成员e 的内部最大成员是 double b 占8字节。
根据上面的规则，成员 e 的起始位置为子结构体中的最大成员（double b）的整数倍，挨着 15 最近的 8 的倍数是 16，所以 成员 e 从16开始，占24个字节。Mystruct3 所占内存大小为 16 + 24 = 40 ，正好是最大成员 8 的倍数。所以成员 e 占40字节。

2.内存优化方案：属性重排

由上面的栗子可以知道，结构体的数据成员顺序会影响结构体类型占用的内存大小。
由此苹果中采用属性重排的方案。苹果会自动重排属性的顺序，将占用不足 8 字节的成员挨在一起，凑满 8 字节，以达到优化内存的目的。

3.对齐系数

Xcode 中默认的对齐系数是 8，即 8 字节对齐。可以通过预编译命令 #pragma pack(n)，n= 1,2,4,8,16 来改变这个系数。

4.获取内存大小的三种方式

• sizeof，获取类型占用的字节数
• class_getInstanceSize，获取实例对象（即实例对象的成员变量）实际占用的字节数，从源码看是采用 8 字节对齐
• ·malloc_size·，系统实际分配的内存大小（字节数）。采用 16 字节对齐，参照的整个对象的内存大小，对象实际分配的内存大小必须是 16 的整数倍. 由于内存对齐，实际分配的内存会大于等于实际占用的内存

sizeof计算类型占用的内存大小，其中可以放 基本数据类型、对象、指针。
对于类似于 int 这样的基本数据而言，sizeof 获取的就是数据类型占用的内存大小，不同的数据类型所占用的内存大小是不一样的。
而对于类似于 NSObject 定义的实例对象而言，其对象类型的本质就是一个结构体（即 struct objc_object）的指针，所以 sizeof(objc) 打印的是对象 objc 的指针大小，我们知道一个指针的内存大小是 8，所以 sizeof(objc) 打印是 8。注意：这里的 8 字节与 isa 指针一点关系都没有！！！）