Go的内存对齐和指针运算详解和实践

/* uintptr is an integer type that is large enough to hold the
bit pattern of any pointer.
从英文注释可以看出 uintptr是一个整形，它的大小能够容纳任何指针的位模式，
它是无符号的，最大值为：18446744073709551615，怎么来的，int64最大值 * 2 +1
*/
type uintptr uintptr

//ArbitraryType的类型也是int，但它被赋予特殊的含义，代表一个Go的任意表达式类型
type ArbitraryType int

//Pointer是一个int指针类型，在Go中，它是所有指针类型的父类型，
//也就是说所有的指针类型都可以转化为Pointer, uintptr和Pointer可以相互转化
type Pointer *ArbitraryType

//返回指针变量在内存中占用的字节数(记住，不是变量对应的值占用的字节数)
func Sizeof(x ArbitraryType) uintptr

/*
Offsetof返回变量指定属性的偏移量，这个函数虽然接收的是任何类型的变量，
但是有一个前提，就是变量要是一个struct类型，
且还不能直接将这个struct类型的变量当作参数，
只能将这个struct类型变量的属性当作参数
*/
func Offsetof(x ArbitraryType) uintptr

//返回变量对齐字节数量
func Alignof(x ArbitraryType) uintptr

//创建一个变量
var i int8 = 10

//创建一个变量转化成Pointer 和 uintptr
p := unsafe.Pointer(&i) //入参必须是指针类型的
fmt.Println(p) //是内存地址0xc0000182da
u := uintptr(i)
fmt.Println(u) //结果就是10

//Pointer转换成uintptr
temp := uintptr(p)
//uintptr转Pointer
p= unsafe.Pointer(u)

//获取指针大小
u = unsafe.Sizeof(p) //传入指针，获取的是指针的大小
fmt.Println(u) // 打印u是：8
 //获取的是变量的大小
u = unsafe.Sizeof(i)
fmt.Println(u) //打印u是：1

//创建两个个结构体
type Person1 struct{
    a bool
    b int64
    c int8
    d string
}
type Person2 struct{
    b int64
    c int8
    a bool
    d string
}
//接下来演示一下内存对齐,猜一猜下面l两个打印值是多少呢?
person1 := Person1{a:true,b:1,c:1,d:"spw"}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(person1))
person2 := Person2{b:1,c:1,a:true,d:"spw"}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(person2))
//第一个结果是40,第二个结果是32，为什么会有这些差距呢？
//其实就是内存对齐做的鬼，我来详细解释一下

type Person1 struct{
    a bool
    b int64
    c int8
    d string
}
p := Person{a:true,b:1,c:1,d:"spw"}
fmt.Println(unsafe.Alignof(person))
type Person2 struct{
    a bool
    c int8
}
p1 := Person1{a:true,b:1,c:1,d:"spw"}
fmt.Println(unsafe.Alignof(p1))
p2 := Person2{a:true,c:1}
fmt.Println(unsafe.Alignof(p2))
//你任务上面两个println打印多少呢？结果是8，1，在结构体中，
//内存对齐是按照结构体中最大字节数对齐的(但不会超过8)

type W struct {
   b int32
   c int64
}
var w *W = new(W)
//这时w的变量打印出来都是默认值0，0
fmt.Println(w.b,w.c)

//现在我们通过指针运算给b变量赋值为10
b := unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(w)) + unsafe.Offsetof(w.b))
*((*int)(b)) = 10
//此时结果就变成了10，0
fmt.Println(w.b,w.c)