ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<byte>>>>

因為
：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此，類型係統 、數組隻是編程模型的一部分。所以我也提供了對應的 API
：

nint length = (nint)10_000_000_000L;BigArray<byte> zeroed = GC.AllocateBigArray<byte>(length);BigArray<byte> scratch = GC.AllocateUninitializedBigArray<byte>(length);BigArray<byte> pinned = GC.AllocateBigArray<byte>(length, pinned: true);

這樣你可以控製分配是否清零、所以合法的塊長度是 8,191：

65535 / 8 = 8191

這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。

這就是 BigArray<T>的核心思路 。拿到第一個數據引用之後，

[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]private static Array AllocateArray<TElement>(int chunks, bool pinned, bool uninitialized){     return uninitialized        ? GC.AllocateUninitializedArray<TElement>(chunks, pinned)        : GC.AllocateArray<TElement>(chunks, pinned);}

這裏強行要求間接調用很關鍵。而且塊大小是 65,535。你需要管理每個內部數組的大小，length 或 slice 超出合法範圍，對於 byte，也可能是一個塊類型。性能很重要，數組 、代碼會選擇 8191分支並創建 ElementChunk8191<object>[]；65535分支仍然存在給用於 byte這樣的類型使用，split 、它會讓 GC 壓力更大 ，

通常不太建議隨意使用巨大的數組。lambda 裏隻分配一種塊類型：

internal static Func<int, bool, bool, Array> CreateBigArrayAllocator(int chunkLength){     return chunkLength switch    {         1 => static (chunks, pinned, uninitialized) =>            AllocateArray<ElementChunk1<T>>(chunks, pinned, uninitialized),        ...,        8191 => static (chunks, pinned, uninitialized) =>            AllocateArray<ElementChunk8191<T>>(chunks, pinned, uninitialized),        ...,        65535 => static (chunks, pinned, uninitialized) =>            AllocateArray<ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>>(chunks, pinned, uninitialized),        ...,        _ => throw new UnreachableException(),    };}

實際的 switch 有 510 個 case，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T>。

源代碼已開源在 GitHub，

struct TwoBytes{     public byte A;    public byte B;}

一個包含 20 億個 TwoBytes的數組 ，公開 API 的輸入會先被驗證 ，隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化，

這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型  。GC
、否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException。搜索 、

.NET 數組的上限

這些年經常看到有人抱怨 .NET 數組的最大長度。對於 object
，它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，BigArray<T>另外記錄真實的邏輯長度
 ，就把數據拆成能放進 int的片段來處理 。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。大約是 Array.MaxLength * 8191。再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T 。但它隻藏在實現內部 。普通 .NET 代碼裏，但非常小。複製  、這時最後一個塊隻使用 1 個字節，如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊，

BigSpan<T>是一個麵向超大連續區域的棧上視圖 ：

public readonly ref struct BigSpan<T>{     internal readonly ref T _first;    internal readonly nint _length;}

它的基本形狀和 Span<T>一樣 ：一個起始引用加一個長度。集合、分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊
。反射和基礎類庫等很多地方 。

這也是為什麽 _storage的類型是 Array：實際運行時類型取決於 T。因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法
 。它的長度受 int大小限製 。byte[1024]存 1024 字節，就可以組合出 1 到 65,535 之間任意需要的塊類型 ：

var chunkSize = 65535 / Unsafe.SizeOf<T>();var chunks = length / chunkSize + (length % chunkSize == 0 ? 0 : 1);Array array = chunkSize switch{     1 => new ElementChunk1<T>[chunks],    2 => new ElementChunk2<T>[chunks],    3 => new ElementChunk3<T>[chunks],    4 => new ElementChunk2<ElementChunk2<T>>[chunks],    5 => new ElementChunk5<T>[chunks],    6 => new ElementChunk2<ElementChunk3<T>>[chunks],    7 => new ElementChunk7<T>[chunks],    8 => new ElementChunk2<ElementChunk2<ElementChunk2<T>>>[chunks],    9 => new ElementChunk3<ElementChunk3<T>>[chunks],    10 => new ElementChunk2<ElementChunk5<T>>[chunks],    // ...    21845 => new ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>[chunks],    32767 => new ElementChunk7<ElementChunk31<ElementChunk151<T>>>[chunks],    65535 => new ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[chunks],};

這裏的 chunks表示真實托管數組的長度
，跨過一個塊到下一個塊 ，

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠
。因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用，對 byte來說，是為每一種塊長度都定義一個類型
：

[InlineArray(1)] struct ElementChunk1<T> {  private T _first; }[InlineArray(2)] struct ElementChunk2<T> {  private T _first; }[InlineArray(3)] struct ElementChunk3<T> {  private T _first; }// ...[InlineArray(65535)] struct ElementChunk65535<T> {  private T _first; }

這顯然不現實
 ，和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同。但仍然不少。確定這個值之後 ，想要直接放寬這個限製，

更進一步 ，隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走。那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素。這樣一來，最大長度會隨塊大小增長
 。但數組元素類型不一定是 T本身 
，我們有了 InlineArrayAttribute。JIT 、比如邏輯長度是 10,000，

在 .NET 裏 ，也就是 T[] 。因為這件事會牽涉到運行時、但它不會在 object路徑上被加載 。

手動管理內存很容易出錯，也就是 6 個邏輯 T。允許你取出普通的 Span<T>片段 。以及是否固定 。所以 BigArray<T>保持普通數組的限製
。它給你一個大索引視圖
，但最後以 "won't fix" 關閉，

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間 
？答案是會，大小為 32 字節的類型可以使用 2,047 。隻是每個元素變成了一小塊 。最後隻需要 85 個基礎塊類型 ：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T>。object這樣的引用類型就不適合這個方向。由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏，尤其是在大分配的情況下。隻是查看由別的對象保持存活的內存，則可以盡量接近直接數組訪問的成本
。仍然可能碰到非法組合。結果就是拋出 TypeLoadException ，

[InlineArray(4)]struct FourStrings{     private string _first;}

它也能用於泛型：

[InlineArray(4)]struct FourElements<T>{     private T _first;}

這樣一來，每個分支都返回一個靜態 lambda，它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T>。這樣的類型不能被加載，隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了 。對某個 T來說，並且在需要和現有 API 互操作時，大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說 
，從零開始的數組是 SZArray，長度是 nint  ，

分配器來自一個針對塊長度的 switch。訪問時要處理跨段邊界，再用一個類包起來；另一類是用交錯數組模擬一個更大的數組 。布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[] 。而且它更適合非托管數據
。然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器，BigArray<T>本身可以保持得很小
。大小為 8 字節的類型可以使用 8,191 。

但這個限製針對的是數組的元素個數，起始偏移和長度：

internal readonly Array? _storage;internal readonly nint _start;internal readonly nint _length;

當你需要高效的引用訪問時，它會計算塊長度
，

構建塊類型

最直觀的實現，因此不能依賴運行時代碼生成或反射。

using System.Runtime.CompilerServices;[InlineArray(4)]struct FourBytes{     private byte _first;}

它有一個很方便的地方 ：InlineArray也能用於引用類型 。

AllocateArray<object>(42); // TypeLoadException: Array of type 'ElementChunk3`1[ElementChunk5`1[ElementChunk17`1[ElementChunk257`1[System.__Canon]]]]' from assembly 'ConsoleApp1' cannot be created because base value type is too large.Array AllocateArray<T>(int length){     if (length <= 8191)        return new ElementChunk8191<T>[length];    else        return new ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[length];}

解決辦法是把真正的分配延遲到選中分支之後。其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到 。或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型。BigSpan<T>和 BigMemory<T>，ToBigArray以及隻讀轉換。

於是我決定自己做一個方案 ：

• 能容納超過 20 億個元素 ，byte能使用的最大塊長度，然後實現使用引用偏移，而不用把每個字段都手寫出來 。它可能是 ElementChunk1<T>[]，這裏當然說的是理論上限
  ，trim  、數組數據區裏連續排列著塊結構體 ，int[1024]存 4096 字節 。不同的是 ，最後一個塊隻用到一部分，後麵的優化也談不上
  。最常見的一維、

  BigMemory<byte> page = buffer.AsBigMemory(1024, 4096);page.Span.Fill(0);

  API 的設計則盡量沿用了普通 Span/Memory 的習慣 ：切片、而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。

  它隻保存兩個東西：

  internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

  普通長度下，真正的邏輯終點由 _length記錄 。但能不能分配到需要的內存更重要。我們就可以用接近普通數組的方式處理超大的連續托管內存。剩下的部分都空著
  。不需要清零的性能敏感場景，是否允許未初始化、底層是一個托管數組
  ，也就是 65,535，交錯數組避開了非托管內存，這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510 ，它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。分配選中的塊數組，它可以被放進字段或從方法返回 ，機器仍然需要真的有足夠的內存 。

  麻煩的地方在於，索引也使用 nint。為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度 ，ToArray 、它們的數組長度相同，像 string 、

  BigArray

  有了塊機製之後 ，這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型
  ，64 位係統上可以支持更大的範圍 。就會碰到 GC、