前幾天在做專案時，出現了一個套接字通訊的一個問題，看似客戶端和伺服器端使用的一個相同的結構體，但是就是在伺服器端不能把客戶端傳送的資料全部顯示的打印出來。查找了好久的錯誤，才發現原來兩端的結構體看似相同，但其兩端結構體佔用的位元組數是不一樣的。才導致了伺服器端不能正常的顯示出全部內容。

大概情況是這樣的，client端定義結構體如下：

typedef  struct _u64{
    long high;
    long low;

}U64;
struct _data_pack{
    int a;
    int b;
    union snmp_data{
   
       long     name;
       U64  	buf1;
       char 	buf2[100];
   }snmp_data_t;

}data_pack_t;
 

服務端定義如下：

typedef unsigned long long U64;
struct _data_pack{
    int a;
    int b;
    union snmp_data{
   
       long 	name;
       U64  	buf1;
       char 	buf2[100];
    }snmp_data_t;

}data_pack_t;

struct data5{

		char c1;
		char c2[2];
};

服務端也接受sizeof(data_pack_t)這麼多的位元組數。

問題出現了，服務端這邊不能不能把共用體中的資料顯示的打印出來,查詢原因，最後才發現原來兩邊的結構體大小佔用的位元組數是不一樣的。

client端：sizeof(data_pack_t)= 108

service端：sizeof(data_pack_t)= 112

為此，本人在網上查找了大量有關位元組對齊的資料，總結了自己認為快速計算結構體 共用體位元組大小的方法，現說明如下：

對於無論是 簡單型別的變數 還是結構型別的變數 ，聯合型別的變數，在記憶體中的儲存都要按照位元組對齊的方式儲存。這樣儲存的主要的目的是能讓cpu快速的訪問資料。

說到位元組對齊，這裡有幾個重要的概念需要深刻理解 ，記憶：

一 ：什麼是位元組對齊

     就是變數儲存的地址是變數的有效位元組對齊值的整數倍，即：

     address%最終有效位元組對齊值 = 0;

1 變數的自身位元組對齊值

1.1 簡單型別變數 ：

    對於char型資料，其自身對齊值為1，對於short型為2，對於int,float,double型別，其自身對齊值為4，單位位元組。

   自身位元組對齊值的大小是其成員中最大基本型別要求的有效位元組對齊值

2 編譯器要求的位元組對齊值：

  編譯器設定要求的位元組對齊值

3 最終有效的位元組對齊值：

在我的編譯器環境下，預設要求4位元組對齊，把上述方法最終列成表項，可以更加直觀的表示,如下表所示：

以上表項的規則適合簡單型別變數，也適合結構型別，聯合型別。

4  對於結構型別，聯合型別計算佔用位元組大小時遵循下面規則：

4.1結構型別：

   首先要求結構內所有變數位元組對齊 最後還要保證整個結構型別對齊(可以參考規則1.2)。

4.2聯合型別：

   首先要求聯合內佔最大位元組數的變數位元組對齊 ，最後還要保證整個聯合型別對齊(參考規則1.2)。

例1:

struct data1{

              charc1;

              charc2[2];

};

sizeof(struct data1) = 3;

說明：假設data1從0x0000地址開始存放，該例子沒有指定位元組對齊，在GCC預設狀態下為4位元組對齊，第一個變數c1，自身位元組對齊值為1 ，比編譯器要求的位元組對齊值小，所以有效對齊值為1 ，存放地址符合0x0000%1 = 0。 第二個成員為一個數組，要求陣列對齊，則陣列內每個成員都對齊，成員為char型別，和c1相同。所以c2的存放地址 0x0001%1 = 0, 最後要求data1對齊。

例2：

struct B
{
 char b;
 int a;
 short c;
};
假設B從地址空間0x0000開始排放。該例子中沒有定義指定對齊值，在筆者環境下，該值預設為4。第一個成員變數b的自身對齊值是1，比指定或者預設指定對齊值4小，所以其有效對齊值為1，所以其存放地址0x0000符合0x0000%1=0.第二個成員變數a，其自身對齊值為4，所以有效對齊值也為4，所以只能存放在起始地址為0x0004到0x0007這四個連續的位元組空間中，複核0x0004%4=0,且緊靠第一個變數。第三個變數c,自身對齊值為2，所以有效對齊值也是2，可以存放在0x0008到0x0009這兩個位元組空間中，符合0x0008%2=0。所以從0x0000到0x0009存放的都是B內容。再看資料結構B的自身對齊值為其變數中最大對齊值(這裡是b）所以就是4，所以結構體的有效對齊值也是4。根據結構體圓整的要求，0x0009到0x0000=10位元組，（10＋2）％4＝0。所以0x0000A到0x000B也為結構體B所佔用。故B從0x0000到0x000B共有12個位元組,sizeof(struct B)=12;其實如果就這一個就來說它已將滿足位元組對齊了,因為它的起始地址是0,因此肯定是對齊的,之所以在後面補充2個位元組,是因為編譯器為了實現結構陣列的存取效率,試想如果我們定義了一個結構B的陣列,那麼第一個結構起始地址是0沒有問題,但是第二個結構呢?按照陣列的定義,陣列中所有元素都是緊挨著的,如果我們不把結構的大小補充為4的整數倍,那麼下一個結構的起始地址將是0x0000A,這顯然不能滿足結構的地址對齊了,因此我們要把結構補充成有效對齊大小的整數倍.其實諸如:對於char型資料，其自身對齊值為1，對於short型為2，對於int,float,double型別，其自身對齊值為4，這些已有型別的自身對齊值也是基於陣列考慮的,只是因為這些型別的長度已知了,所以他們的自身對齊值也就已知了

有了上述方法，再來計算client端結構體大小;

sizeof(union snmp_data) = 100

服務端：

參考引用資料：

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