前言
在研究内存字节对齐之前，先通过两个简单的案例了解一下内存大小占用情况：
新建一个工程，创建一个对象：ZLObject
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案例一
打印 malloc 结果如下：
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案例二
添加如下属性和方法：
打印 malloc 结果如下：
结论：
一个对象的实际内存大小和实例大小可能会
不一样。例如图中的情况，实际内存大小是32字节，而实例大小是24字节。
栈内存是8字节对齐
为什么实际内存大小和实例大小 不一样 呢？原因是：底层在分配内存的时候，做了 内存对齐，下面就深入了解 内存对齐 的原则。
什么是内存对齐原则？
还是先通过一个案例，分析内存如何分配的。
- 创建几个属性，分别对属性赋值，并打印其内存情况。
- 打印
obj的内存分配情况，并分别打印其地址指向的内容：
通过打印可知，obj 内存有三块 0x600000d283c0、0x600000d283d0、0x600000d283e0 每块都有两个地址，且每块内存都是16字节，通过地址打印结果分析：
- 第一块的第一个地址指向
ZLObject，说明是isa指针；第二个地址没有打印到结果。 - 第二块的第一个地址指向
张三，对应的是name属性；第二个地址指向zhang，对应的是nickName属性。 - 第三块的第一个地址指向
北京市，对应的是address属性；第二个地址指向空，说明没有内容。
为什么唯独 0x0000001600006261 这个地址没有打印出东西呢？仔细观察发现，其中 0x00000016 就是数字 22，对应的是 age 属性；0x00006261 就是 ASCII 的 a，b，对应的就是 a，b 属性。
总结：堆空间内存是
16字节对齐
内存对齐原则
- 数据成员对⻬规则：结构体(
struct)或联合体(union)的数据成员，第⼀个数据成员放在offset为0的地⽅，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员⼤⼩或者成员的⼦成员⼤⼩（只要该成员有⼦成员，⽐如说是数组，结构体等）的整数倍开始。不够整数倍的补齐。（⽐如int为４字节，则要从４的整数倍地址开始存储。 - 结构体作为成员：如果⼀个结构体⾥有某些结构体成员，则结构体成员要从其
内部最⼤元素⼤⼩的整数倍地址开始存储。（比如struct a⾥存有struct b，b⾥有char，int，double等元素，那b应该从8的整数倍开始存储。） - 收尾⼯作：结构体的总⼤⼩，也就是
sizeof的结果，必须是其内部最⼤成员的整数倍，不⾜的要补⻬。
下表是各种数据类型占用内存大小，根据对应类型来计算结构体中内存大小。
通过实际的案例来理解内存对齐原则
案例一
创建两个结构体，分析其内存分配情况：
根据内存对齐原则，分析以上两个结构体的内存分配情况，最后再打印出结果。
结果与分析的一致。
案例二
创建嵌套结构体，分析其内存分配情况：
根据内存对齐原则，分析以上两个嵌套结构体的内存分配情况，最后再打印出结果。
结果与分析的一致。
为什么要进行内存对齐
内存对齐是编译器的管辖范围，编译器在编译时会为程序中的每个数据单元安排在适当的位置上，这个过程就叫内存对齐。
很多 CPU（如基于 Alpha，IA-64，MIPS，和 SuperH 体系的）拒绝读取 未对齐 数据。当一个程序要求这些 CPU 读取 未对齐 数据时，这时 CPU 会进入 异常处理状态 并且通知程序 不能继续 执行。所以，如果编译器不进行内存对齐，那在很多平台的上的开发将难以进行。
那么，为什么这些 CPU 会拒绝读取 未对齐 数据？是因为 未对齐 的数据，会大大降低 CPU 的性能。
CPU 存取原理
程序员通常认为内存印象，由一个个的字节组成。
但是，你的 CPU 并 不是 以 字节 为单位存取数据的。CPU 把内存当成是 一块一块 的，块的大小可以是 2，4，8，16 字节大小，因此 CPU 在读取内存时也是一块一块进行读取的。每次内存存取都会产生一个固定的 开销，减少内存存取次数将提升程序的 性能。所以 CPU 一般会以 2/4/8/16/32 字节为单位来进行存取操作。我们将上述这些存取单位也就是块大小称为（memory access granularity）内存存取粒度。
为了说明内存对齐背后的原理，我们通过一个例子来说明从未对齐地址 与 对齐地址 读取数据的差异。
案例
在一个存取粒度为 8 字节的内存中，先从地址 0 读取 8 个字节到寄存器，然后从地址 3 读取 8 个字节到寄存器。
- 当从地址 0 开始读取数据时，读取
对齐地址的数据，直接通过一次读取就能完成。 - 当从地址 3 开始读取数据时，读取
非对齐地址的数据，需要读取两次数据才能完成。
读取 非对齐地址 的数据后，还要将 0-7 的数据向上偏移 3 字节，将 8-F 的数据向下偏移 5 字节。最后再将两块数据合并放入寄存器。
对一个 内存未对齐 的数据进行了这么多额外的操作，这对 CPU 的开销很大，大大降低了CPU性能。所以才会进行内存对齐。
总结
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栈内存是8字节对齐 -
堆内存是16字节对齐
