Golang 簡單的數據對齊可提高程式速度和記憶體使用率

来源:https://www.cnblogs.com/smallKilts/archive/2023/06/28/17512339.html
-Advertisement-
Play Games

### 序 Golang 中的結構或 struct 是用戶定義的類型,允許將可能不同類型的項分組/組合為單一類型。 可以說是一個不支持繼承但支持組合的輕量級類。 我們使用 Golang 編寫代碼的時候,你肯定使用過`struct`。 但是,你可能不知道的是,通過簡單地重新排序結構中的欄位,可以極大地 ...


Golang 中的結構或 struct 是用戶定義的類型,允許將可能不同類型的項分組/組合為單一類型。
可以說是一個不支持繼承但支持組合的輕量級類。
我們使用 Golang 編寫代碼的時候,你肯定使用過struct
但是,你可能不知道的是,通過簡單地重新排序結構中的欄位,可以極大地提高 Go 程式的速度和記憶體使用率!

示例演示

type EmployeeStruct struct {
	IsPublic bool
	Age      int64
	Status   bool
	Name     string
	Image    float32
}

我們來看一下Employee結構體的記憶體大小:

  • IsPublic(boolean) 1 位元組
  • Age(int64) 8 位元組
  • Status(boolean) 1 位元組
  • Name(string) 16 位元組
  • Image(float32) 4 位元組

總計: 30 位元組

通過unsafe.Sizeof檢查一下:

package main

import (
	"fmt"
	"unsafe"
)

type EmployeeStruct struct {
	IsPublic bool
	Age      int64
	Status   bool
	Name     string
	Image    float32
}

func main() {
	var employee EmployeeStruct
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(employee))
}

執行後輸出: 48位元組,為什麼呢?

處理器類型

我們知道CPU 分為32位、34位,但是,它是如何運作的呢?

0_skP5bgz2F0MndpT_.png

想象一下我們有一個 64 位的 CPU,每個時鐘周期傳輸 64 位數據的能力。

時鐘周期是CPU處理一個信息需要多少時間,CPU 32位在1個周期內轉換4位元組數據,CPU 64位在1個周期內轉換8位元組數據(32位= 4位元組,64位= 8位元組)

上面我們定義的EmployeeStruct結構體,並且計算得到了每個欄位在記憶體中占用的位元組數。下麵我們看CPU處理信息需要多少時間呢?
先來看下麵的一張圖:

1_-REJfyhK35-QbF0AP9ei8Q.webp

圖裡面6個周期,每個周期有八個盒子,表示是CPU處理能力,為 8 位元組

  • 周期1
    第一個屬性是IsPublic,數據類型為布爾型bool 的大小為 1 個位元組。因此,當前周期 1 由屬性IsPublic(bool ~ 1 byte)填充。
    下一個屬性是Age,數據類型為int64,int64的大小是8位元組,由於第1個周期的剩餘記憶體大小隻有7個位元組,因此第1個周期無法填充Age屬性,因此,會進入第2個周期,但是,“剩餘的空間呢,怎麼辦?”。

  • 周期2
    第2個周期由Age屬性填充,數據類型為int64,大小為8位元組,剛好填充滿。

  • 周期3
    第三個屬性Status,數據類型為bool,大小為1位元組,填充(bool~1 byte),剩餘記憶體大小為7位元組,然後,下一個屬性是Name,類型為字元串,大小為 16 位元組,與周期1的情況相同,因為沒有足夠的空間容納下一個屬性,所以將在下一個周期中進入。所以意味著有7個位元組的記憶體被浪費了

  • 周期 4 和周期 5
    第四個是Name,數據類型為字元串,大小為16位元組。從圖上面看,它將在兩個周期中填充,周期 4 中填充 8 個位元組,周期 5 中填充 8 個位元組。

  • 周期6
    最後一個屬性是Image, 數據類型為float32,大小為4位元組,浪費剩餘的 4 個位元組

最後通過計算統計:

總時鐘周期 = 6 個時鐘周期
結構體大小 = 48 位元組
浪費的總記憶體 = 18 位元組

所以我們在開發的時候,如果對於一個比較大的數據結構體來說,可能會使結構體的大小變得更大。

那麼,如何解決呢?

實際上我們可以根據數據類型的大小來組成序列,最簡單的方法是:

按元素記憶體大小的降序排列欄位

type EmployeeStruct struct {
	Name     string
	Age      int64
	Image    float32
	IsPublic bool
	Status   bool
}

這個時候我們再來看一下時間周期:

1_ktpfeG0oqPDaFFNQxr9rSQ.webp

  • 周期 1 和周期 2
    第一個屬性是Name,數據類型為字元串,大小為16位元組。因此,它將在兩個周期中填充,周期 1 中填充 8 個位元組,周期 2 中填充 8 個位元組。

  • 周期3
    第3個周期由Age屬性填充,數據類型為int64,大小為8位元組

  • 周期4
    下一個屬性是Image,數據類型為float32,大小為4位元組。因此,當前周期 4 由屬性 Image ( float32 ~ 4 位元組)填充,剩餘大小為 4 位元組。

下一個屬性是IsPublic(bool ~ 1 位元組)和 Status(bool ~ 1 位元組)。因為最後兩個屬性的總大小隻有2個位元組,所以我們可以將其放在迴圈4中。這樣一來,迴圈4就被Image ( float32 ~ 4位元組)、IsPublic (bool ~ 1位元組)、Status(bool~1 位元組)填滿了,僅浪費 2 位元組記憶體。

最後通過計算統計:

總時鐘周期 = 4 個時鐘周期
結構體大小 = 32 位元組
浪費的總記憶體 = 2 位元組

package main

import (
	"fmt"
	"unsafe"
)

type EmployeeStruct struct {
	Name     string
	Age      int64
	Image    float32
	IsPublic bool
	Status   bool
}

func main() {
	var employee EmployeeStruct
	fmt.Println(unsafe.Sizeof(employee)) // output: 32
}

結束

所以我們在開發的時候,重新排序結構欄位是可以提高應用程式的記憶體使用率和運行速度的。

轉載:風向閱讀 - Golang 開發技巧 - 簡單的數據對齊可提高程式速度和記憶體使用率
地址:https://www.aiweimeng.top/archives/56.html


您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • 在筆者上一篇文章`《驅動開發:內核取應用層模塊基地址》`中簡單為大家介紹瞭如何通過遍歷`PLIST_ENTRY32`鏈表的方式獲取到`32位`應用程式中特定模塊的基地址,由於是入門系列所以並沒有封裝實現太過於通用的獲取函數,本章將繼續延申這個話題,並依次實現通用版`GetUserModuleBase... ...
  • 水滿則溢,月盈則虧,任何事物都不可能無限制的發展,我們的系統服務能力也一樣。 當隨著流量的不斷增長,達到或超過服務本身的可承載範圍,系統服務的自我保護機制的建立就顯得很重要了。 本文希望可以用最通俗的解釋和貼切的實例來帶大家瞭解什麼是限流、降級和熔斷。 ...
  • ## 前言 函數是C語言中的基本構建塊之一,它允許我們將代碼組織成可重用、模塊化的單元。 本文將逐步介紹C語言函數的基礎概念、參數傳遞、返回值、遞歸以及內聯函數和匿名函數。 ## 一、人物簡介 - 第一位閃亮登場,有請今後會一直教我們C語言的老師 —— 自在。 ![](https://img2023 ...
  • 某日二師兄參加XXX科技公司的C++工程師開發崗位第27面: > 面試官:知道`std::unordered_set/std::unordered_map`嗎? > > 二師兄:知道。兩者都是C++11引入的新容器,和`std::set`和`std::map`功能類似,`key`唯一,`unorde ...
  • 在用 Flask 寫一個項目,後臺管理用的插件暫時是 flask-admin。想實現的效果:在後臺管理頁面中,把提交到後端的圖片不保存在 static 文件夾下麵,而是通過後端代碼把這個文件對象上傳到 AWS 的 S3中存儲。 通過flask-admin 上傳到後端的文件對象的類型是: ```pyt ...
  • 在新創建的子進程中,會把父進程的所有信息複製一份,它們之間的數據互不影響。 ### 1.使用os.fork()創建 該方式只能用於Unix/Linux操作系統中,在windows不能用。 ```python import os # 註意,fork函數,只在Unix/Linux/Mac上運行,wind ...
  • # HttpServletRequest對象 ## 基本介紹 ​ **HttpServletRequest對象:**HttpServletRequest 對象專門用於封裝 HTTP 請求消息,簡稱 request 對象。主要作用是用來接收客戶端發送過來的請求信息,該對象是由Tomcat封裝好傳遞過來 ...
  • 不知道各位網購的時候,是否會去留意商品評價,有些小伙伴是很在意評價的,看到差評就不想買了,而有些小伙伴則是會對差評進行理性分析,而還有一類人不在乎這個。 當然這都是題外話,咱們今天主要的目的是使用Python來爬取某東商品的評價,並保存到CSV表格。 1、數據採集邏輯 在進行數據採集之前,明確哪些數 ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • 移動開發(一):使用.NET MAUI開發第一個安卓APP 對於工作多年的C#程式員來說,近來想嘗試開發一款安卓APP,考慮了很久最終選擇使用.NET MAUI這個微軟官方的框架來嘗試體驗開發安卓APP,畢竟是使用Visual Studio開發工具,使用起來也比較的順手,結合微軟官方的教程進行了安卓 ...
  • 前言 QuestPDF 是一個開源 .NET 庫,用於生成 PDF 文檔。使用了C# Fluent API方式可簡化開發、減少錯誤並提高工作效率。利用它可以輕鬆生成 PDF 報告、發票、導出文件等。 項目介紹 QuestPDF 是一個革命性的開源 .NET 庫,它徹底改變了我們生成 PDF 文檔的方 ...
  • 項目地址 項目後端地址: https://github.com/ZyPLJ/ZYTteeHole 項目前端頁面地址: ZyPLJ/TreeHoleVue (github.com) https://github.com/ZyPLJ/TreeHoleVue 目前項目測試訪問地址: http://tree ...
  • 話不多說,直接開乾 一.下載 1.官方鏈接下載: https://www.microsoft.com/zh-cn/sql-server/sql-server-downloads 2.在下載目錄中找到下麵這個小的安裝包 SQL2022-SSEI-Dev.exe,運行開始下載SQL server; 二. ...
  • 前言 隨著物聯網(IoT)技術的迅猛發展,MQTT(消息隊列遙測傳輸)協議憑藉其輕量級和高效性,已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫,為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
  • Serilog支持多種接收器用於日誌存儲,增強器用於添加屬性,LogContext管理動態屬性,支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項,適用於不同需求。 ...
  • 目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據,爬取信息時需要模擬瀏覽器行為,否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下: 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
  • 1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時,無需重新下載客戶端進行安裝,而是在應用程式啟動的情況下,在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR,Xlua,ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles,Addressable, ...
  • 本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺,其實像阿裡雲,騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後,它會送 ...
  • 通過以下方式可以高效,並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計,確保API端點明確,並使用適當的HTTP方法(如POST用於創建,PUT用於更新)。 設計清晰的請求和響應模型,以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證,確保接收到的數據符合預期格 ...