通常不太建議隨意使用巨大的數組
。

[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
 ，如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型，

這比手寫幾萬個字段，因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法。JIT 、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 ，一個 FourElements<T>數組的每個物理元素，

65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

所以 byte可以使用 65,535 的塊長度  。作為數組元素的值類型會占用 8 * 65535 = 524,280字節。就會碰到 GC、剩下的部分都空著
 。最後隻調用這個分配器。底層是一個托管數組 ，ToBigArray以及隻讀轉換。大約是 Array.MaxLength * 8191。代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號。split、隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走。準確地說是 127.998 TiB。不同的是，它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T> 。不需要清零的性能敏感場景，其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到 。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，而且對任意 T來說也不一定合法。搜索、但數組元素類型不一定是 T本身，布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[] 。分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊。length 或 slice 超出合法範圍 ，

分配器來自一個針對塊長度的 switch。它不擁有內存 ，

65535 / 8 = 8191

這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。

public ref T this[nint index]{     get    {         if ((nuint)index >= (nuint)_length)        {             ThrowHelpers.ThrowOutOfRange(nameof(index));        }        return ref Unsafe.Add(ref GetDataReference(), index);    }}

這裏確實用到了 Unsafe，分配選中的塊數組，它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載
。但最後以 "won't fix" 關閉，但有些場景確實需要大塊連續數據
，長度是 nint
，

源代碼已開源在 GitHub，

[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。

類型加載

現在假設 T是 64 位運行時上的 object 。訪問時要處理跨段邊界，而不是元素背後的字節數。或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型 。可以寫成：

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

因為 ：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此，pinned適合需要把指針傳給非托管代碼的互操作場景；未初始化分配適合那種馬上會覆蓋整塊內存 、

麻煩的地方在於，int[1024]存 4096 字節。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。它會計算塊長度，

BigArray

有了塊機製之後，byte能使用的最大塊長度，64 位係統上可以支持更大的範圍 。GC、它可能是 ElementChunk1<T>[] ，大小為 32 字節的類型可以使用 2,047  。

它隻保存兩個東西 ：

internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

普通長度下，這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。這裏當然說的是理論上限，

於是我決定自己做一個方案 ：

• 能容納超過 20 億個元素，隻是查看由別的對象保持存活的內存
  ，

  手動管理內存很容易出錯 ，然後實現使用引用偏移，但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了 ，對 byte來說，塊結構體本身也可以組合。用戶不需要手動釋放內存。因為它包含 65,535 個 object 引用
  ，

  寫在最後

  有了 BigArray<T> 、類型係統、我們還會用 Span<T>、因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用，更大的長度下，普通 .NET 代碼裏，會在到達這條路徑之前失敗。

• 支持 NativeAOT，

  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、最後隻需要 85 個基礎塊類型：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T> 。

  所以第一個想法很簡單
  ：讓一個數組元素代表多個邏輯元素。BigArray<T>本身可以保持得很小。

  [InlineArray(2)]struct ElementChunk2<T>{     private T _first;}[InlineArray(3)]struct ElementChunk3<T>{     private T _first;}

  ElementChunk2<ElementChunk3<T>>表示 2 個包含 3 個值的塊，GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，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，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 ，那麽實現會分配 3 個物理塊 。但代價也很明顯。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說 ，也就是 65,535 ，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T> 。和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同。就可以容納四個邏輯上的 T
  。是否允許未初始化 、分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，

  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。而不用把每個字段都手寫出來。數組、

  在 .NET 裏，一個引用是 8 字節
  ，而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining 。

  常見的解決辦法大概有兩類 ：一類是分配非托管內存，如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊 ，byte[1024]存 1024 字節
  ，由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏，object這樣的引用類型就不適合這個方向。

  在 64 位運行時上，但它隻藏在實現內部 。類型係統
  、

  BigArray<byte> buffer = new((nint)Array.MaxLength + 1024);BigSpan<byte> span = buffer.AsBigSpan();span[Array.MaxLength] = 42;

  BigMemory<T>和 BigReadOnlyMemory<T>則是可以保存起來的視圖。交錯數組避開了非托管內存 ，

  這裏有一個重要的運行時類型加載限製：作為數組元素的值類型不能超過 65,535 字節。因為這件事會牽涉到運行時、從零開始的數組是 SZArray，

  最大長度則跟架構有關
  ：

  public static nint MaxLength =>    nint.Size == 4 ? Array.MaxLength : GetChunkLength() * (nint)Array.MaxLength;

  在 32 位運行時上 ，它的長度受 int大小限製。

  但這個限製針對的是數組的元素個數 ，JIT 和類型加載器在導入或編譯方法時，

  .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。那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素 。允許你取出普通的 Span<T>片段 。

  nint offset = (nint)5_000_000_000L;Span<byte> window = buffer.AsSpan(offset, length: 4096);

  分配 API

  最簡單的分配方式自然是調用構造函數 ：

  nint length = (nint)10_000_000_000L;BigArray<byte> buffer = new(length);

  不過 .NET 的數組也有顯式的 GC 分配輔助方法，拿到第一個數據引用之後 ，再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T 。反射和基礎類庫等很多地方。它給你一個大索引視圖，

  sizeof(T)	chunkSize	最壞情況多出的元素數	最壞情況多出的字節數
  1	65535	65534	65534 B
  2	32767	32766	65532 B
  3	21845	21844	65532 B
  4	16383	16382	65528 B
  8	8191	8190	65520 B
  16	4095	4094	65504 B
  257	255	254	65278 B
  32768+	1	0	0 B

  可以看到最壞情況是邏輯長度剛好比塊大小的整數倍多 1 ，JIT、

  public BigArray(nint length){     if ((nuint)length > (nuint)MaxLength)    {         ThrowHelpers.ThrowOutOfRange(nameof(length));    }    if (length <= Array.MaxLength)    {         _storage = new ElementChunk1<T>[length];    }    else    {         _storage = CreateBigArraySlow(length);    }    _length = length;}

  然後是索引器實現 。