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置信绝大多数的人都理解内存对齐，都晓得变量应该按 8 字节去对齐，这样性能高。然而其最最底层的原理是啥呢？有的人可能会说，因为高速缓存是以 8 字节为单位进行的。读者你很聪慧，这是起因之一。但我明天想挖的是更底层一点的原理，让咱们去内存的物理形成里找找答案！
内存物理构造
后面咱们说过内存是由 chip 形成。每个 chip 外部，是由 8 个 bank 组成的。其结构如下图：
而每一个 bank 是一个二维立体上的矩阵，后面文章中咱们说到过。矩阵中每一个元素中都是保留了 1 个字节，也就是 8 个 bit。
内存编址形式
那么对于咱们在应用程序中内存中地址间断的 8 个字节, 例如 0x0000-0x0007，是从位于 bank 上的呢？直观感觉，应该是在第一个 bank 上吗？其实不是的，程序员视角看起来间断的地址 0x0000-0x0007，实际上位 8 个 bank 中的，每一个 bank 只保留了一个字节。在物理上，他们并不间断。下图很好地论述了理论状况。
你可能想晓得这是为什么，起因是电路工作效率。内存中的 8 个 bank 是能够并行工作的。如果你想读取址 0x0000-0x0007，每个 bank 工作一次，拼起来就是你要的数据，IO 效率会比拟高。但要存在一个 bank 里，那这个 bank 只能本人干活。只能串行进行读取，须要读 8 次，这样速度会慢很多。
论断
所以，内存对齐最最底层的起因是内存的 IO 是以 8 个字节 64bit 为单位进行的。 对于 64 位数据宽度的内存，如果 cpu 也是 64 位的 cpu（当初的计算机根本都是这样的），每次内存 IO 获取数据都是从同行同列的 8 个 chip 中各自读取一个字节拼起来的。从内存的 0 地址开始，0- 7 字节的数据能够一次 IO 读取进去，8-15 字节的数据也能够一次读取进去。
再换个例子如果你指定要获取的是 0x0001-0x0008，也是 8 字节，然而不是 0 结尾的，内存须要怎么工作呢？没有好方法，内存只好先工作一次把 0x0000-0x0007 取出来，而后再把 0x0008-0x0015 取出来，把两次的后果都返回给你。CPU 和内存 IO 的硬件限度导致没方法一次跨在两个数据宽度两头进行 IO。这样你的应用程序就会变慢，算是计算机因为你不懂内存对齐而给你的一点点惩办。
扩大 1：事实上，编译和链接器会主动替开发者对齐内存的，尽量帮你保障一个变量不跨列寻址。然而他不能做到非常完满。
扩大 2：其实在内存硬件层上，还有操作系统层。操作系统还治理了 CPU 的一级、二级、三级缓存。不晓得你有没有印象，咱们后面的文章说过高速缓存里的 Cache Line 也是 64 字节，它是内存 IO 的整数倍，不会让内存 IO 节约。
开发内功修炼之内存篇专辑：
- 1. 带你深刻了解内存对齐最底层原理
- 2. 内存随机也比程序拜访慢，带你深刻了解内存 IO 过程
- 3. 从 DDR 到 DDR4，内存外围频率其实基本上就没太大的提高
- 4. 理论测试内存在程序 IO 和随机 IO 时的拜访延时差别
- 5. 揭穿内存厂家“谎话”，实测内存带宽实在体现
- 6.NUMA 架构下的内存拜访提早区别！
- 7.PHP7 内存性能优化的思维精华
- 8. 一次内存性能晋升的我的项目实际
- 9. 挑战 Redis 单实例内存最大极限，“遭逢”NUMA 陷阱！
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