最近調(diào)試網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)端程序，自己寫了一個小客戶端程序來測試，發(fā)現(xiàn)服務(wù)程序解包錯誤。經(jīng)調(diào)試發(fā)現(xiàn)客戶端的協(xié)議頭大小和服務(wù)器端的協(xié)議頭大小不一致。原因是服務(wù)器端加了#pragma pack(1),而客戶端沒加。
之前沒接觸過這個編譯宏，現(xiàn)在來認(rèn)真學(xué)習(xí)之。
首先google之~~
原來#pragma pack有幾種形式，我所接觸到的是#pragma pack(n)，即變量以n字節(jié)對齊。
變量對齊在每個系統(tǒng)中是不一樣的，默認(rèn)的對齊方式能有效的提高cpu取指取數(shù)的速度，但是可能會浪費一定的空間。在網(wǎng)絡(luò)程序中采用#pragma pack(1),即變量緊縮，不但可以減少網(wǎng)絡(luò)流量，還可以兼容各種系統(tǒng)，不會因為系統(tǒng)對齊方式不同而導(dǎo)致解包錯誤。
了解了概念和優(yōu)點，現(xiàn)在我們就來測試之~
平臺：CPU—Pentium E5700 內(nèi)存—2G
1.操作系統(tǒng)：ubuntu 11.04 32bit 編譯器：G++ 4.5.2
2.操作系統(tǒng)：windows xp 編譯器：VS2010
先看第一個測試。
結(jié)構(gòu)體在正常情況和緊縮情況在以上不同環(huán)境下占用的內(nèi)存大小。
1 struct pack {
2 int i;
3 short s;
4 double d;
5 char c;
6 short f;
7 }
測試結(jié)果為：
1：
2：
測試結(jié)果分析：
可以看出緊縮后結(jié)構(gòu)體的大小為15，是結(jié)構(gòu)體內(nèi)置類型大小的和。但是在默認(rèn)情況下，結(jié)構(gòu)體的大小都是對齊字節(jié)數(shù)的倍數(shù)。ubuntu下pack只需要20個字節(jié)，而windows要24個字節(jié)。這是因為ubuntu是以4字節(jié)對齊，而windows則是以最大的內(nèi)置類型的字節(jié)數(shù)對齊，在結(jié)構(gòu)體內(nèi)最大的內(nèi)置類型為double，其大小為8個字節(jié)。他們在內(nèi)存中的對齊方式如下圖：
1：
2：
還需注意的是，在對齊類型的內(nèi)部都是以2字節(jié)對齊的。
結(jié)論：在默認(rèn)情況下，linux操作系統(tǒng)是以4字節(jié)對齊，windows操作系統(tǒng)則是以最大的內(nèi)置類型對齊。
第二個測試
一個結(jié)構(gòu)體內(nèi)包含另外一個結(jié)構(gòu)體，其大小的情況。
內(nèi)部的結(jié)構(gòu)體為
1 struct pack {
2 short s;
3 double d;
4 }
外部的結(jié)構(gòu)體為
1 struct complex _pack{
2 char c;
3 struct pack s;
4 double d;
5 };
我們有四種情況：
1. pack緊縮，complex _pack緊縮
2. pack緊縮，complex _pack默認(rèn)
3. pack默認(rèn)，complex _pack緊縮
4. pack默認(rèn)，complex _pack默認(rèn)
以下的排列均按此順序。
測試的結(jié)果
1：
2：
測試結(jié)果分析：
在兩個操作系統(tǒng)下，除了第一種情況----內(nèi)結(jié)構(gòu)體和外結(jié)構(gòu)體都緊縮----相同之外，其他三種情況都不相同。我們可以根據(jù)偏移畫出結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中的情況。第一種情況省略。
1：
2：
結(jié)論：#pragma pack只影響當(dāng)前結(jié)構(gòu)體的變量的對齊情況，并不會影響結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)體變量的排列情況。或者說#pragma pack的作用域只是一層。我們由第三種情況，內(nèi)部結(jié)構(gòu)體正常，外部結(jié)構(gòu)體緊縮，可以得出結(jié)構(gòu)體的對齊是按偏移計算的。
這里還有一個問題沒解決，為什么第二種情況內(nèi)部結(jié)構(gòu)體的偏移都是1?不是4或者8？