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#pragma pack學習

最近調試網絡的服務端程式,自己寫了一個小用戶端程式來測試,發現服務程式解包錯誤。經調試發現用戶端的協定頭大小和伺服器端的協定頭大小不一緻。原因是伺服器端加了#pragma pack(1),而用戶端沒加。

    之前沒接觸過這個編譯宏,現在來認真學習之。

    首先google之~~

    原來#pragma pack有幾種形式,我所接觸到的是#pragma pack(n),即變量以n位元組對齊。

    變量對齊在每個系統中是不一樣的,預設的對齊方式能有效的提高cpu取指取數的速度,但是可能會浪費一定的空間。在網絡程式中采用#pragma pack(1),即變量緊縮,不但可以減少網絡流量,還可以相容各種系統,不會因為系統對齊方式不同而導緻解包錯誤。

    了解了概念和優點,現在我們就來測試之~

    平台:cpu—pentium e5700 記憶體—2g

     1.作業系統:ubuntu 11.04 32bit   編譯器:g++ 4.5.2

     2.作業系統:windows xp              編譯器:vs2010

    先看第一個測試。

    結構體在正常情況和緊縮情況在以上不同環境下占用的記憶體大小。

1 struct pack {

2   int i;

3   short s;

4   double d;

5   char c;

6   short f;

7 }

   測試結果為:

    1:

#pragma pack學習

 2:

#pragma pack學習

測試結果分析:

    可以看出緊縮後結構體的大小為15,是結構體内置類型大小的和。但是在預設情況下,結構體的大小都是對齊位元組數的倍數。ubuntu下pack隻需要20個位元組,而windows要24個位元組。這是因為ubuntu是以4位元組對齊,而windows則是以最大的内置類型的位元組數對齊,在結構體内最大的内置類型為double,其大小為8個位元組。他們在記憶體中的對齊方式如下圖:

#pragma pack學習
#pragma pack學習

還需注意的是,在對齊類型的内部都是以2位元組對齊的。

   結論:在預設情況下,linux作業系統是以4位元組對齊,windows作業系統則是以最大的内置類型對齊。

   第二個測試

   一個結構體内包含另外一個結構體,其大小的情況。

   内部的結構體為

2   short s;

3   double d;

4 }

   外部的結構體為

   1 struct complex _pack{

2   char c;

3   struct pack s;

5 };

    我們有四種情況:

     1.      pack緊縮,complex _pack緊縮

     2.      pack緊縮,complex _pack預設

     3.      pack預設,complex _pack緊縮

     4.      pack預設,complex _pack預設

    以下的排列均按此順序。

     測試的結果

      1:

#pragma pack學習
#pragma pack學習

 測試結果分析:

    在兩個作業系統下,除了第一種情況----内結構體和外結構體都緊縮----相同之外,其他三種情況都不相同。我們可以根據偏移畫出結構體在記憶體中的情況。第一種情況省略。

     1:

#pragma pack學習

   2:

#pragma pack學習

 結論:#pragma pack隻影響目前結構體的變量的對齊情況,并不會影響結構體内部的結構體變量的排列情況。或者說#pragma pack的作用域隻是一層。我們由第三種情況,内部結構體正常,外部結構體緊縮,可以得出結構體的對齊是按偏移計算的。

    這裡還有一個問題沒解決,為什麼第二種情況内部結構體的偏移都是1?不是4或者8?

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