for index,val := range a {
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if val == '好' {
fmt.println(index,x)
}
}
對string做range得到的val是int32類型,直接用單引號比較就行
用golang解析二進(jìn)制協(xié)議時,其實沒必要管結(jié)構(gòu)體的字段的對齊規(guī)則,何況語言規(guī)范也沒有規(guī)定如何對齊,也就是沒有規(guī)則。用encoding/binary.Read函數(shù)直接讀入struct里就行,struct就像c那樣寫
type Data struct {
Size, MsgType uint16
Sequence uint32
// ...
}
golang編譯器加不加padding,Read都能正常工作,runtime知道Data的布局的,不像C直接做cast所以要知道怎樣對齊。
用unsafe.Alignof可以知道每個field的對齊長度,但沒必要用到。
package main
/*
#include stdint.h
#pragma pack(push, 1)
typedef struct {
uint16_t size;
uint16_t msgtype;
uint32_t sequnce;
uint8_t data1;
uint32_t data2;
uint16_t data3;
} mydata;
#pragma pack(pop)
mydata foo = {
1, 2, 3, 4, 5, 6,
};
int size() {
return sizeof(mydata);
}
*/
import "C"
import (
"bytes"
"encoding/binary"
"fmt"
"log"
"unsafe"
)
func main() {
bs := C.GoBytes(unsafe.Pointer(C.foo), C.size())
fmt.Printf("len %d data %v\n", len(bs), bs)
var data struct {
Size, Msytype uint16
Sequence uint32
Data1 uint8
Data2 uint32
Data3 uint16
}
err := binary.Read(bytes.NewReader(bs), binary.LittleEndian, data)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Printf("%v\n", data) // {1 2 3 4 5 6}
buf := new(bytes.Buffer)
binary.Write(buf, binary.BigEndian, data)
fmt.Printf("%d %v\n", buf.Len(), buf.Bytes()) // 15 [0 1 0 2 0 0 0 3 4 0 0 0 5 0 6]
}
在開始之前,希望你計算一下 Part1 共占用的大小是多少呢?
輸出結(jié)果:
這么一算, Part1 這一個結(jié)構(gòu)體的占用內(nèi)存大小為 1+4+1+8+1 = 15 個字節(jié)。相信有的小伙伴是這么算的,看上去也沒什么毛病
真實情況是怎么樣的呢?我們實際調(diào)用看看,如下:
輸出結(jié)果:
最終輸出為占用 32 個字節(jié)。這與前面所預(yù)期的結(jié)果完全不一樣。這充分地說明了先前的計算方式是錯誤的。為什么呢?
在這里要提到 “內(nèi)存對齊” 這一概念,才能夠用正確的姿勢去計算,接下來我們詳細(xì)的講講它是什么
有的小伙伴可能會認(rèn)為內(nèi)存讀取,就是一個簡單的字節(jié)數(shù)組擺放
上圖表示一個坑一個蘿卜的內(nèi)存讀取方式。但實際上 CPU 并不會以一個一個字節(jié)去讀取和寫入內(nèi)存。相反 CPU 讀取內(nèi)存是 一塊一塊讀取 的,塊的大小可以為 2、4、6、8、16 字節(jié)等大小。塊大小我們稱其為 內(nèi)存訪問粒度 。如下圖:
在樣例中,假設(shè)訪問粒度為 4。 CPU 是以每 4 個字節(jié)大小的訪問粒度去讀取和寫入內(nèi)存的。這才是正確的姿勢
另外作為一個工程師,你也很有必要學(xué)習(xí)這塊知識點哦 :)
在上圖中,假設(shè)從 Index 1 開始讀取,將會出現(xiàn)很崩潰的問題。因為它的內(nèi)存訪問邊界是不對齊的。因此 CPU 會做一些額外的處理工作。如下:
從上述流程可得出,不做 “內(nèi)存對齊” 是一件有點 "麻煩" 的事。因為它會增加許多耗費時間的動作
而假設(shè)做了內(nèi)存對齊,從 Index 0 開始讀取 4 個字節(jié),只需要讀取一次,也不需要額外的運(yùn)算。這顯然高效很多,是標(biāo)準(zhǔn)的 空間換時間 做法
在不同平臺上的編譯器都有自己默認(rèn)的 “對齊系數(shù)”,可通過預(yù)編譯命令 #pragma pack(n) 進(jìn)行變更,n 就是代指 “對齊系數(shù)”。一般來講,我們常用的平臺的系數(shù)如下:
另外要注意,不同硬件平臺占用的大小和對齊值都可能是不一樣的。因此本文的值不是唯一的,調(diào)試的時候需按本機(jī)的實際情況考慮
輸出結(jié)果:
在 Go 中可以調(diào)用 unsafe.Alignof 來返回相應(yīng)類型的對齊系數(shù)。通過觀察輸出結(jié)果,可得知基本都是 2^n ,最大也不會超過 8。這是因為我手提(64 位)編譯器默認(rèn)對齊系數(shù)是 8,因此最大值不會超過這個數(shù)
在上小節(jié)中,提到了結(jié)構(gòu)體中的成員變量要做字節(jié)對齊。那么想當(dāng)然身為最終結(jié)果的結(jié)構(gòu)體,也是需要做字節(jié)對齊的
接下來我們一起分析一下,“它” 到底經(jīng)歷了些什么,影響了 “預(yù)期” 結(jié)果
在每個成員變量進(jìn)行對齊后,根據(jù)規(guī)則 2,整個結(jié)構(gòu)體本身也要進(jìn)行字節(jié)對齊,因為可發(fā)現(xiàn)它可能并不是 2^n ,不是偶數(shù)倍。顯然不符合對齊的規(guī)則
根據(jù)規(guī)則 2,可得出對齊值為 8?,F(xiàn)在的偏移量為 25,不是 8 的整倍數(shù)。因此確定偏移量為 32。對結(jié)構(gòu)體進(jìn)行對齊
Part1 內(nèi)存布局:axxx|bbbb|cxxx|xxxx|dddd|dddd|exxx|xxxx
通過本節(jié)的分析,可得知先前的 “推算” 為什么錯誤?
是因為實際內(nèi)存管理并非 “一個蘿卜一個坑” 的思想。而是一塊一塊。通過空間換時間(效率)的思想來完成這塊讀取、寫入。另外也需要兼顧不同平臺的內(nèi)存操作情況
在上一小節(jié),可得知根據(jù)成員變量的類型不同,其結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存會產(chǎn)生對齊等動作。那假設(shè)字段順序不同,會不會有什么變化呢?我們一起來試試吧 :-)
輸出結(jié)果:
通過結(jié)果可以驚喜的發(fā)現(xiàn),只是 “簡單” 對成員變量的字段順序進(jìn)行改變,就改變了結(jié)構(gòu)體占用大小
接下來我們一起剖析一下 Part2 ,看看它的內(nèi)部到底和上一位之間有什么區(qū)別,才導(dǎo)致了這樣的結(jié)果?
符合規(guī)則 2,不需要額外對齊
Part2 內(nèi)存布局:ecax|bbbb|dddd|dddd
通過對比 Part1 和 Part2 的內(nèi)存布局,你會發(fā)現(xiàn)兩者有很大的不同。如下:
仔細(xì)一看, Part1 存在許多 Padding。顯然它占據(jù)了不少空間,那么 Padding 是怎么出現(xiàn)的呢?
通過本文的介紹,可得知是由于不同類型導(dǎo)致需要進(jìn)行字節(jié)對齊,以此保證內(nèi)存的訪問邊界
那么也不難理解,為什么 調(diào)整結(jié)構(gòu)體內(nèi)成員變量的字段順序 就能達(dá)到縮小結(jié)構(gòu)體占用大小的疑問了,是因為巧妙地減少了 Padding 的存在。讓它們更 “緊湊” 了。這一點對于加深 Go 的內(nèi)存布局印象和大對象的優(yōu)化非常有幫