如果字段顺序不同，则结构具有不同的大小答案

【问题标题】：Struct has different size if the field order is different如果字段顺序不同，则结构具有不同的大小
【发布时间】：2016-03-17 02:41:31
【问题描述】：

package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

type A struct {
    a bool
    b int64
    c int
}

type B struct {
    b int64
    a bool
    c int
}

type C struct {
}

func main() {
    // output 24
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(A{}))

    // output 16
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(B{}))

    // output 0
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(C{}))
}

结构 A 和 B 具有相同的字段，但如果以不同的顺序指定，它们会导致不同的大小。为什么？
结构C 的大小为零。系统为a := C{}分配了多少内存？

谢谢。

【问题讨论】：

2.是否需要为元数据分配一些内存，例如类型信息。
结构不包含类型信息（并且除了字段之外没有大小开销），这一切都由编译器处理。然而，接口包含类型和值。

标签： memory struct go padding sizeof

【解决方案1】：

1。结构尺寸

TL;DR; （总结）：如果您对字段重新排序，将使用不同的隐式填充，并且隐式填充计入struct 的大小。

请注意，结果取决于目标架构；您发布的结果适用于 GOARCH=386，但在 GOARCH=amd64 时，A{} 和 B{} 的大小均为 24 字节。

struct的字段地址必须对齐，int64类型的字段地址必须是8字节的倍数。 Spec: Package unsafe:

计算机架构可能要求内存地址对齐；也就是说，对于一个变量的地址是一个因子的倍数，变量的类型的对齐。函数Alignof 接受一个表示任何类型变量的表达式，并以字节为单位返回变量（类型）的对齐方式。

int64 的对齐是 8 个字节：

fmt.Println(unsafe.Alignof((int64(0)))) // Prints 8

所以在A 的情况下，因为第一个字段是bool，在A.a 之后有一个7 字节的隐式填充，因此A.b 类型为int64 可以从一个地址为8 的倍数。因为struct 本身与 8 的倍数对齐，所以保证了这一点（确切需要 7 字节填充），因为这是其所有字段的最大大小。见：Spec: Size alignment guarantees:

对于结构类型的变量x：unsafe.Alignof(x) 是x 中每个字段f 的所有值unsafe.Alignof(x.f) 中的最大值，但至少是1。

在B 的情况下（如果GOARCH=386 是你的情况）在B.a 类型为bool 的字段之后将只有一个3 字节的隐式填充，因为该字段后面是一个字段输入int（大小为4字节）而不是int64。

如果GOARCH=386，int 的对齐为 4 个字节，如果GOARCH=amd64，则为 8 个字节：

fmt.Println(unsafe.Alignof((int(0))))   // Prints 4 if GOARCH=386, and 8 if GOARCH=amd64

使用unsafe.Offsetof()查找字段的偏移量：

// output 24
a := A{}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(a),
    unsafe.Offsetof(a.a), unsafe.Offsetof(a.b), unsafe.Offsetof(a.c))

// output 16
b := B{}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(b),
    unsafe.Offsetof(b.b), unsafe.Offsetof(b.a), unsafe.Offsetof(b.c))

// output 0
fmt.Println(unsafe.Sizeof(C{}))

var i int
fmt.Println(unsafe.Sizeof(i))

如果GOARCH=386 则输出（在Go Playground 上尝试）：

如果GOARCH=amd64：则输出：

2。零大小值

Spec: Size alignment guarantees:

如果结构或数组类型不包含大小大于零的字段（或元素），则它的大小为零。 两个不同的零大小变量在内存中可能具有相同的地址。

所以规范只是提示使用相同的内存地址，但这不是必需的。但是当前的实现遵循它。也就是说，不会为大小为零的类型的值分配内存，这包括空结构 struct{} 和长度为零的数组，例如[0]int，或元素大小为零（且长度任意）的数组。

看这个例子：

a := struct{}{}
b := struct{}{}
c := [0]int{}
d := [3]struct{}{}

fmt.Printf("%p %p %p %p %p", &a, &b, &c, &d, &d[2])

输出（在Go Playground上试试）：所有地址都一样。

0x21cd7c 0x21cd7c 0x21cd7c 0x21cd7c 0x21cd7c

有关有趣且相关的主题，请阅读：Dave Cheney: Padding is hard

【讨论】：