Go语言高性能编程 (3) 常用数据结构——空结构体和内存对齐

空结构体

在 Golang 中空结构体不占据内存空间。因此可以有以下使用方法：

• 实现集合：map[string]struct{} 可以实现集合。
• 用作通知 channel：当 channel 只用于进程同步（通知），不用做传递消息时，可以使用 chan struct{}。
• 仅包含方法的结构体：结构体只包含方法，不包含任何的字段时（使用 int 或者 bool 都会浪费额外的内存）。

内存对齐

作用

CPU 访问内存时，并不是逐个字节访问，而是以字长（word size）为单位访问。内存对齐可以减少 CPU 的访存次数。

Golang 中的对齐

在 Golang 中，unsafe 标准库提供了 Alignof 方法，可以返回一个类型的对齐值（对齐倍数或者对齐数）。

规定如下：

• 对于任意类型的变量 x，unsafe.Alignof(x) 至少为 1。
• 对于结构体变量 x，计算每一个字段 f 的对齐值，unsafe.Alignof(x) 为其中每一个字段对齐值的最大值。
• 对于数组型变量 x，unsafe.Alignof(x) 等于构成数组的元素类型的对齐值。
• 空结构体占据空间为 0。

字段顺序影响占用空间

在对内存特别敏感的结构体的设计上，可以通过调整字段的顺序，减少内存的占用。

结构体中字段的顺序可能会影响结构体占用的内存空间大小。如下面的例子：

• 结构体 demo1 对齐倍数为 4，占用的空间大小为 8 字节。
• 结构体 demo2 对齐倍数为 4，占用的空间大小为 12字节。

type demo1 struct {
    a int8
	b int16
	c int32
}

type demo2 struct {
    a int8
	c int32
	b int16
}