__attribute__ ((__packed__))

__attribute__((__packed__)) 是一种编译器指令,用于告诉编译器在定义的结构体中以紧凑的方式存储数据。这意味着编译器不会在结构体成员之间插入任何填充字节,从而减少内存使用,确保结构体在内存中的大小与其成员大小的总和相等。

优点

  1. 内存效率:对于某些嵌入式系统或网络协议,内存空间可能非常有限,使用紧凑结构可以减少内存占用。
  2. 数据传输:在网络传输时,避免由于填充字节造成的数据不一致性,有助于确保数据的正确性。

注意事项

  1. 性能 :虽然 __packed__ 可以节省空间,但有时可能会导致性能下降,因为某些硬件架构对未对齐访问的支持不佳。
  2. 可移植性:不同编译器对数据对齐的处理可能有所不同,因此使用此特性时需要考虑跨平台的兼容性。

总之,__attribute__((__packed__)) 在需要控制结构体内存布局的场景中非常有用,尤其是在处理网络协议时。

在 C 语言中,使用 __attribute__((__packed__)) 可以影响结构体的大小,具体体现在对齐方式的不同。

示例

考虑以下结构体定义:

cpp 复制代码
typedef struct {
    uint8_t Type;           // 1 byte
    uint8_t Content_Type;   // 1 byte
    uint32_t Data_Length;   // 4 bytes
} mqtt_frame_head_t;

typedef struct {
    uint8_t Type;           // 1 byte
    uint8_t Content_Type;   // 1 byte
    uint32_t Data_Length;   // 4 bytes
} __attribute__((__packed__)) mqtt_frame_head_packed_t;

计算大小

  1. 未使用 __packed__ 的情况

    • TypeContent_Type 各占 1 字节,Data_Length 占 4 字节。
    • 由于对齐的原因,通常编译器会在 TypeContent_Type 后插入填充字节,使得 Data_Length 从一个 4 字节对齐的地址开始。
    • 结果大小可能是:1 + 1 + 2 (填充) + 4 = 8 字节
  2. 使用 __packed__ 的情况

    • 结构体成员将按顺序紧凑存储,不会有额外的填充字节。
    • 结果大小为:1 + 1 + 4 = 6 字节

总结

  • 未使用 __packed__:大小通常会是 8 字节(具体值依赖于编译器和平台)。
  • 使用 __packed__:大小为 6 字节。

这种大小差异在处理内存敏感的应用(如网络协议)时非常重要,因此选择是否使用 __packed__ 需要根据具体情况权衡。

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