g++(GNU 编译器集合)在 Linux 上编译时自动执行内存对齐优化。 内存对齐是一种通过确保数据结构的每个成员位于其类型的对齐边界上来提高内存访问性能的技术。 这提高了 CPU 访问内存的速度。 这是因为 CPU 访问对齐内存时比访问未对齐内存时速度更快。
g++在编译过程中考虑了以下因素来优化内存对齐。
数据类型的大小:小型数据类型(例如 int8_t、int16_t 等)通常需要调整到它们自己的大小边界。 较大的数据类型(int、long 等)必须对齐到最大对齐界限,该界限通常是该类型大小的两倍。
数据结构的成员:g++ 检查数据结构的每个成员,以确保它们在其类型的对齐边界上对齐。 如果成员的对齐要求与其类型的对齐要求不同,g++ 可能会重新排列它以更好地满足所有成员的对齐要求。
填充字节:为了满足数据结构的对齐要求,g++ 可以在成员之间插入填充字节。 这些填充字节不会影响数据结构的大小或其成员的位置,但它们确实会增加数据结构的内存占用量。
缓存行优化:g++ 还考虑缓存行优化,这是一种减少缓存未命中的技术。 将频繁访问的数据结构成员放在一起可以减少 CPU 在访问内存时必须跳过的缓存行数量,从而提高性能。
也就是说,g++在Linux上编译时会自动进行内存对齐优化,提高程序性能。 这些优化包括数据类型对齐、数据结构成员放置、填充字节插入、缓存行优化等。
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