从内存中，数据只能以架构的自然字大小读取。例如，在 32 位系统上，数据以 4 字节 block 的形式从内存中读取。如果将 2 字节或 1 字节值添加到内存中，则它们的读取仍需要访问 4 字节字。 (对于 2 字节值，如果该值存储在字边界上，则可能需要两次 4 字节访问。)
因此，当需要访问单个字时，访问单个值是最快的，并且需要最少的额外工作(例如屏蔽)。如果我是正确的，这就是虚拟机(例如 JVM 或 Android 的 Dalvik)在 Object 中以 4 字节边界布局成员变量的原因。实例。
另一个概念是缓存友好性，即局部性(例如 L1、L2)。如果必须直接遍历/处理许多值，则将它们存储在彼此靠近的位置(理想情况下，在连续的 block 中)是有益的。这就是空间局部性。如果这是不可能的，则至少应在同一时间段内完成对同一值的操作(时间局部性 - 即，在对其执行操作时该值很有可能保留在缓存中)。
据我所知，上述两个概念在某些情况下可能是“矛盾的”，它们之间的选择取决于它们的使用场景。例如，较少量的连续数据比较大量(微不足道)的数据更适合缓存，但如果某些数据通常需要随机访问，则字对齐(但尺寸较大)的结构可能会有所帮助 - 除非整个结构适合缓存。因此，我认为，局部性(〜数组)或对齐优势是否应该优先取决于如何操作值。
有一个场景对我来说很有趣:让我们假设一个寻路算法，它将输入图(和其他辅助结构)作为数组接收。 (其大多数输入数组存储的值<= 32767。)
寻路算法对数组执行多次随机访问(在多个循环中)。从这个意义上说，int[]可能需要输入数据(在 Android/ARM 上)，因为访问时这些值将位于字边界上。 (另一方面，如果需要顺序遍历，则建议使用较小的数据类型 - 特别是对于大型数组 - 因为缓存友好性的可能性更高。)
但是，如果(随机访问的)输入数据指定为 short[] 适合 L1/L2 会怎样？ ，但如果指定为 int[] 则不适合？在这种情况下， int[] 的 4 字节对齐是否有优势？对于随机访问来说，short[] 的缓存友好性胜过它。 ？
在具体应用中，当然，我会进行测量以进行比较。然而，这不一定能回答上述问题。
最佳答案
如果您可以确保转向短会导致显着更好的局部性(即所有内容都在缓存中)，那么这将超过对齐损失。
访问缓存的时间为低纳秒 <10ns，访问 RAM 的时间为 60-80ns
关于java - 数据对齐与缓存局部性，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/14056437/