结构体对齐与填充

更新时间：2026-10-01。配合 内存对齐，本文聚焦结构体内部空洞及其性能/多核后果。

本文要回答的问题

• 为什么结构体常比字段之和大？
• packed 能省空间，为什么要小心？

一、对齐产生空洞

编译器要求基本类型按其自然边界对齐（如 int 4 字节），在成员间插入 padding。把大对齐成员放前面、按大小降序排可减少空洞；尾部还可能有尾填充。

二、packed 与行对齐

__attribute__((packed)) 去掉填充，但成员可能非对齐，访问变慢，在严格架构上直接异常，且影响跨平台/二进制兼容。热于多核的结构还要整体按缓存行对齐并在行尾填充，避免 false sharing。

三、常见坑

• 不看 sizeof/offsetof 假设布局。
• 随手 packed 引入非对齐访问。
• 多核共享小结构不按行隔离。

小结

对齐填充保证高效访问，重排成员可减空洞；packed 省空间却有非对齐代价，热结构要按行对齐。下一篇 流式数据处理与绕过缓存。

总结

编译器为让基本类型自然对齐会在结构体成员间插入 padding，所以结构体常比字段之和大——按对齐从大到小重排成员可减少空洞；packed 虽能省掉填充，却让成员非对齐，访问变慢、在严格架构上直接异常且不可移植，而被多核高频写的热结构还要整体按缓存行对齐、在行尾填充以避免伪共享，布局是否如预期一律用 sizeof/offsetof 验证。