一次緊急線上事故引發的嚴重問題

整個過程大概是這樣的：

甲方和乙方接口需要資料傳輸，比如甲方AA傳遞到乙方BB，乙方想用甲方AA中的資料，由于某方後期修改了自己的定義，導緻sizeof不統一，整個系統發生了崩盤，引發了一次嚴重的線上事故。

甲方AA:

typedef struct aa
{
    int id;
    char a[6];
    enum day{
        one,
        two,
        three =4,
        four = 12
    };     
    double w;   
    float h;     
    long g;   
}AA;

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乙方BB:

typedef struct bb
{
    int id;
    char a[3];
    enum day{
        one,
        two,
        three =4,
        four = 100
    }; 
    double w;           
    float h;    
    long g;
}BB;

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雙方通信：

AA aa = {1,"wxh",2.2,3.3,4321};

  BB bb = *(BB*)(&aa);
  cout<<sizeof(AA)<<" "<<sizeof(BB)<<" "<<aa.h<<" "<<bb.h<<endl;

  memcpy(&bb,&aa,sizeof(aa));
  
  cout<<sizeof(AA)<<" "<<sizeof(BB)<<" "<<aa.h<<" "<<bb.h<<endl;

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結果：

40 32 3.3 -1.58819e-23

#pragma pack(1) //1位元組對齊

30 27 3.3 4.47049e-08

本來甲方傳了一個 3.3，而乙方得到的确是越界的負值，引發了系統崩潰。

類型	32位	64位
char	1	1
int	4	大多數4，少數8
short	2	2
long	4	8
float	4	4
double	8	8
指針	4	8
enum	4	4

對齊原因：

1，性能問題：資料結構盡可能在自然邊界上對齊，若通路未對齊的記憶體，處理器需要作兩次記憶體通路，而對齊的記憶體隻要通路一次。

2，空間問題：沒有進行記憶體對齊的結構體或類會浪費一定空間，當建立對象越多時，消耗的空間也越多。

3，平台問題：不是所有的硬體平台都能通路任意位址上的任意資料的，某些硬體平台隻能在某些位址處取某些特定類型的資料，否則抛出硬體異常。

對齊規則：

struct:

1，結構體變量中成員的便移量必須是成員大小的整數倍數；

2，結構體大小必須是最寬基本類型大小的整數倍。

union:

1，所有成員中最長的那個；

2，整個結構體大小必須是最寬成員大小的整數倍。

enum:

1，定義一個常量集合，當int存儲，都為4。

是以：在定義結構體成員時為節省記憶體，一般将同一類型定義在一起，長類型放在最開始或者最後。

附：struct與union互相嵌套的技巧

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 
// 參考 Glibc庫源碼 sig_info.h
typedef struct info{
  int age;
  union {
    int code;
    struct {
      int pid;
      int uid;
    } id;
    struct {
      int KM;
      char *addr_name;
    } address;
  } u;
} info_t;
 
#define code     u.code
#define pid     u.id.pid
#define uid      u.id.uid
#define KM      u.address.KM
#define addr_name   u.address.addr_name
 
int main(int argc, char **argv)
{
  info_t info;
  
  info.age   = 20;
  info.code   = 5;
  
  printf("age = %d\n", info.age);      // 20
  printf("code = %d\n", info.code);    // 5
  
  printf("----------------------\n");
  info.pid = 123;
  printf("age = %d\n", info.age);      // 20
  printf("code = %d\n", info.code);    // 123, 因為code變量與id變量共用一塊記憶體
  printf("pid = %d\n", info.pid);      // 123
 
  printf("----------------------\n");
  info.KM = 789;
  printf("age = %d\n",  info.age);    // 20
  printf("code = %d\n", info.code);    // 789, 因為code變量與address變量共用一塊記憶體
  printf("pid = %d\n",  info.pid);    // 789, 因為id變量與address變量共用一塊記憶體
  printf("KM = %d\n",   info.KM);      // 789
  return 0;
}

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