在开始之前,希望你计算一下 Part1 共占用的大小是多少呢?
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输出结果:
这么一算, Part1 这一个结构体的占用内存大小为 1+4+1+8+1 = 15 个字节。相信有的小伙伴是这么算的,看上去也没什么毛病
真实情况是怎么样的呢?我们实际调用看看,如下:
输出结果:
最终输出为占用 32 个字节。这与前面所预期的结果完全不一样。这充分地说明了先前的计算方式是错误的。为什么呢?
在这里要提到 “内存对齐” 这一概念,才能够用正确的姿势去计算,接下来我们详细的讲讲它是什么
有的小伙伴可能会认为内存读取,就是一个简单的字节数组摆放
上图表示一个坑一个萝卜的内存读取方式。但实际上 CPU 并不会以一个一个字节去读取和写入内存。相反 CPU 读取内存是 一块一块读取 的,块的大小可以为 2、4、6、8、16 字节等大小。块大小我们称其为 内存访问粒度 。如下图:
在样例中,假设访问粒度为 4。 CPU 是以每 4 个字节大小的访问粒度去读取和写入内存的。这才是正确的姿势
另外作为一个工程师,你也很有必要学习这块知识点哦 :)
在上图中,假设从 Index 1 开始读取,将会出现很崩溃的问题。因为它的内存访问边界是不对齐的。因此 CPU 会做一些额外的处理工作。如下:
从上述流程可得出,不做 “内存对齐” 是一件有点 "麻烦" 的事。因为它会增加许多耗费时间的动作
而假设做了内存对齐,从 Index 0 开始读取 4 个字节,只需要读取一次,也不需要额外的运算。这显然高效很多,是标准的 空间换时间 做法
在不同平台上的编译器都有自己默认的 “对齐系数”,可通过预编译命令 #pragma pack(n) 进行变更,n 就是代指 “对齐系数”。一般来讲,我们常用的平台的系数如下:
另外要注意,不同硬件平台占用的大小和对齐值都可能是不一样的。因此本文的值不是唯一的,调试的时候需按本机的实际情况考虑
输出结果:
在 Go 中可以调用 unsafe.Alignof 来返回相应类型的对齐系数。通过观察输出结果,可得知基本都是 2^n ,最大也不会超过 8。这是因为我手提(64 位)编译器默认对齐系数是 8,因此最大值不会超过这个数
在上小节中,提到了结构体中的成员变量要做字节对齐。那么想当然身为最终结果的结构体,也是需要做字节对齐的
接下来我们一起分析一下,“它” 到底经历了些什么,影响了 “预期” 结果
在每个成员变量进行对齐后,根据规则 2,整个结构体本身也要进行字节对齐,因为可发现它可能并不是 2^n ,不是偶数倍。显然不符合对齐的规则
根据规则 2,可得出对齐值为 8。现在的偏移量为 25,不是 8 的整倍数。因此确定偏移量为 32。对结构体进行对齐
Part1 内存布局:axxx|bbbb|cxxx|xxxx|dddd|dddd|exxx|xxxx
通过本节的分析,可得知先前的 “推算” 为什么错误?
是因为实际内存管理并非 “一个萝卜一个坑” 的思想。而是一块一块。通过空间换时间(效率)的思想来完成这块读取、写入。另外也需要兼顾不同平台的内存操作情况
在上一小节,可得知根据成员变量的类型不同,其结构体的内存会产生对齐等动作。那假设字段顺序不同,会不会有什么变化呢?我们一起来试试吧 :-)
输出结果:
通过结果可以惊喜的发现,只是 “简单” 对成员变量的字段顺序进行改变,就改变了结构体占用大小
接下来我们一起剖析一下 Part2 ,看看它的内部到底和上一位之间有什么区别,才导致了这样的结果?
符合规则 2,不需要额外对齐
Part2 内存布局:ecax|bbbb|dddd|dddd
通过对比 Part1 和 Part2 的内存布局,你会发现两者有很大的不同。如下:
仔细一看, Part1 存在许多 Padding。显然它占据了不少空间,那么 Padding 是怎么出现的呢?
通过本文的介绍,可得知是由于不同类型导致需要进行字节对齐,以此保证内存的访问边界
那么也不难理解,为什么 调整结构体内成员变量的字段顺序 就能达到缩小结构体占用大小的疑问了,是因为巧妙地减少了 Padding 的存在。让它们更 “紧凑” 了。这一点对于加深 Go 的内存布局印象和大对象的优化非常有帮
bufReader.ReadBytes('\n')和 bufReader.ReadString('\n')在读到文件最后一行时,会同时返回内容line和io.EOF。而bufReader.Read()读取到末尾时,会先返回内容,然后再下一次迭代时才返回io.EOF
1、C语言标准库提供了一系列文件操作函数。文件操作函数一般以f+单词的形式来命名(f是file的简写),其声明位于stdio.h头文件当中。例如:fopen、fclose函数用于文件打开与关闭;fscanf、fgets函数用于文件读取;fprintf、fputs函数用于文件写入;ftell、fseek函数用于文件操作位置的获取与设置。一般的C语言教程都有文件操作一章,可以找本教材进一步学习。2、例程:
#includestdio.hint a;char b,c[100];int main(){ FILE * fp1 = fopen("input.ini", "r");//打开输入文件 FILE * fp2 = fopen("output.ini", "w");//打开输出文件 if (fp1==NULL || fp2==NULL) {//若打开文件失败则退出 puts("不能打开文件!"); rturn 0; } fscanf(fp1,"%d",a);//从输入文件读取一个整数 b=fgetc(fp1);//从输入文件读取一个字符 fgets(c,100,fp1);//从输入文件读取一行字符串 printf("%ld",ftell(fp1));//输出fp1指针当前位置相对于文件首的偏移字节数 fputs(c,fp2);//向输出文件写入一行字符串 fputc(b,fp2);//向输出文件写入一个字符 fprintf(fp2,"%d",a);//向输出文件写入一个整数 fclose(fp1);//关闭输入文件 fclose(fp2);//关闭输出文件,相当于保存 return 0;}
本文主要介绍了Go语言中文件读写的相关操作。
文件是什么?
计算机中的文件是存储在外部介质(通常是磁盘)上的数据集合,文件分为文本文件和二进制文件。
os.Open() 函数能够打开一个文件,返回一个 *File 和一个 err 。对得到的文件实例调用 close() 方法能够关闭文件。
为了防止文件忘记关闭,我们通常使用defer注册文件关闭语句。
Read方法定义如下:
它接收一个字节切片,返回读取的字节数和可能的具体错误,读到文件末尾时会返回 0 和 io.EOF 。 举个例子:
使用for循环读取文件中的所有数据。
bufio是在file的基础上封装了一层API,支持更多的功能。
io/ioutil 包的 ReadFile 方法能够读取完整的文件,只需要将文件名作为参数传入。
os.OpenFile() 函数能够以指定模式打开文件,从而实现文件写入相关功能。
其中:
name :要打开的文件名 flag :打开文件的模式。 模式有以下几种:
perm :文件权限,一个八进制数。r(读)04,w(写)02,x(执行)01。
当读取91.2 MB文件时,read1耗时43ms,read2耗时99ms。
查看源码:
读取文件主要是通过 Read(p []byte) (n int, err error) :
官方文档中关于该接口方法的说明:
结论:
ReadFile(filename string)方法之所以速度快的原因就是先计算出file文件的size,在初始化对应size大小的buff,传入ReadRead(p []byte) 来读取字节流