数据对齐是一种安排数据分配方式以加速 CPU 访问内存的方法。 不了解这个概念会导致额外的内存消耗甚至性能下降。

要了解数据对齐的工作原理，让我们首先讨论没有它会发生什么。假设我们分配两个变量，一个 int32 类型的 （32 B） 和一个 int64类型的（64 B）：

var i int32
var j int64

在没有数据对齐的情况下，在 64 位架构上，这两个变量的分配方式如下图所示，j 变量可以被分配在两个字上。 如果 CPU 想要读取 j，它需要两次内存访问而不是一次。

 为了防止发生这种情况，变量的内存地址应该是其自身大小的倍数，这就是数据对齐的概念。在 Go 中，对齐可保证如下事项：

• byte, uint8, int8: 占用 1 B
• uint16, int16: 占用 2 B
• uint32, int32, float32: 占用 4 B
• uint64, int64, float64, complex64: 占用 8 B 
• complex128: 占用 16 B

 所有这些类型都保证对齐的方式： 它们的地址是它们大小的倍数。例如，任何 int32 类型的变量的地址都是 4 的倍数。

让我们回到现实世界。下图显示了  i 和 j 在内存中分配的两种不同情况。

在第一种情况下，在 i 之前分配了一个 32 位的变量。因此， i 和 j 是连续分配的。在第二种情况下， 32 位的变量在 i  之前没有被分配 （比如是 64 位的变量）； 所以，i 被分配在一个字的开头。为了遵循从数据对齐 （地址是 64 的倍数），j 不能与 i 一起被分配，而是被分配给下一个 64 的倍数。 灰色框表示 32 位的填充。

 

接下来，让我们看看填充何时会成为问题。我们将考虑以下包含三个字段的结构：

type Foo struct {
    b1 byte
    i  int64
    b2 byte
}

我们有一个字节类型（1 B）、一个 int64 (8 B)类型和另一个字节类型 （1 B）。在64位架构上，结构体在内存中的分配如下图所示。b1 首先被分配。因为 i 是一个 int64 类型的，它的地址必须是 8 的倍数。因此，不可能将它与 b1 一起分配在 0x01 。 8的倍数的下一个地址是什么？0x08。b2 被分配给下一个可用地址，它是 1 的倍数：0x10。