基本介紹
- 中文名：數據對齊
- 類型：計算機語言
- 自然對齊：一個變數記憶體地址是其長度的整數倍
- 對齊意義：提高數據讀取效率
對於一個32位（4個位元組）類型的數據，如果它在記憶體中的地址剛好可以被4整除（最低位兩位是0），那它就是自然對齊的。
一些體系結構對對齊的要求非常嚴格，通常是基於RISC的系統載入末對齊的數據會導至處理器陷入一種可處理的錯誤，還有一些系統可以訪問沒有對齊的數據，但性能會下降。編寫可移植性高的代碼要避免對齊問題，保證所有的類型都能夠自然對齊
一、什麼是數據對齊
1、現代計算機中記憶體空間都是按照byte劃分的，從理論上講似乎對任何類型的變數的訪問可以從任何地址開始，但實際情況是在訪問特定變數的時候經常在特定的記憶體地址訪問，這就需要各類型數據按照一定的規則在空間上排列，而不是順序的一個接一個的排放，這就是對齊。
2、訪問數據的地址要滿足一定的條件，能被這個數據的長度所整除。 例如，1位元組數據已經是對齊的，2位元組的數據的地址要被2整除，4位元組的數據地址要 被4整除。
3、數據對齊並不是作業系統的記憶體結構的一部分，而是C P U結構的一部分。
4、 當C P U訪問正確對齊的數據時，它的運行效率最高。當數據大小的數據模數的記憶體地址是0時，數據是對齊的。例如， W O R D值應該總是從被2除盡的地址開始，而D W O R D值應該總是從被4除盡的地址開始，如此等等。當C P U試圖讀取的數據值沒有正確對齊時， C P U可以執行兩種操作之一。即它可以產生一個異常條件，也可以執行多次對齊的記憶體訪問，以便讀取完整的未對齊數據值。
二、對齊的原因
1、 各個硬體平台對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平台對某些特定類型的數據只能從某些特定地址開始存取。其他平台可能沒有這種情況， 但是最常見的是如果不按照適合其平台的要求對數據存放進行對齊，會在存取效率上帶來損失。比如有些平台每次讀都是從偶地址開始，如果一個int型（假設為 32位）如果存放在偶地址開始的地方，那么一個讀周期就可以讀出，而如果存放在奇地址開始的地方，就可能會需要2個讀周期，並對兩次讀出的結果的高低 位元組進行拼湊才能得到該int數據。顯然在讀取效率上下降很多。這也是空間和時間的博弈。
2、數據對齊是為了讀取數據的效率。假如說每一次 讀取數據時都是一個位元組一個位元組讀取，那就不需要對齊了，這跟讀一個位元組沒有什 么區別，就是多讀幾次。但是這樣讀取數據效率不高。為了提高讀取數據的頻寬，現 代存儲系統都採用許多並行的存儲晶片來提高讀取效率。
