一、前言

内存对齐的目的是为了提高CPU读写内存里数据的速度。现代的CPU读取内存并不是一个一个字节挨着读取，这样做的效率非常低。现代的CPU一般以4个字节(32bit数据总线）或者8个字节（64bit数据总线）为一组，一组一组地读写内存里的数据。

二、内存对齐为4个字节的好处

首先，了解一下CPU从内存里读取数据的流程：
第一步，CPU通过地址总线，找到该数据的位置。
第二步，通过控制总线，发送读取数据的指令。
第三步，通过数据总线，从内存里获取该数据的内容。

内存对齐使用4个字节的原因有：

STM32单片机的数据总线与地址总线都是32bit（4个字节）。
方便DMA的搬运，DMA搬运的最大内存是32bit（4个字节）。

三、内存对齐的目的是以空间换取速度

3.1、内存对齐为4的例子

/* 先来一个简单的结构体 */
struct
{char a;int  b;}Test2;

CPU读取内存里数据的过程：

想找变量a：第一次读取就能找到。
想找变量b：第二次读取就能找到。
这一点很重要，变量a与变量b各自只需要1次寻址就能完成读取。接下来看一看内存如果没有使用内存对齐的例子（当我不知道内存对齐时，我也是误以为内存里的数据是这样分布的！）

3.2、内存没有使用内存对齐的例子

如果内存没有使用内存对齐的话，构想的内存分布如下：

CPU读取数据的过程：

想找变量a：第一次读取就能找到。
想找变量b：先读取第一组内存的后三个字节，接着再读取第二组内存的第一个字节，最后将所有字节合并为4个字节。

如果内存没有使用内存对齐的话，CPU为了获取变量b花掉了两次地址寻址，接着还要将字节合并。所以，内存对齐可以有效地提高CPU读写内存的速度，但是浪费一点空间。

四、掌握内存对齐的必要性

了解内存对齐的作用后，就能弄懂为什么编译器要对某些内存做了填充。比如本章节的例子，如果结构体里只有一个char与int变量，无论是char变量在前，还是int变量在前，都肯定会浪费3个字节被用于填充，凑够4个字节变成一组数据被CPU一次性读取。
不过，当掌握内存对齐的知识点后，上一章节的例子就能避免更多的内存被浪费了。C语言 | 内存对齐01 - 什么是内存对齐

C语言 | 内存对齐02 - 为什么会有内存对齐？它解决了什么问题相关推荐

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