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、排序
、它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏，最後隻需要 85 個基礎塊類型：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T> 。否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException。最後隻調用這個分配器 。但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵
，然後用普通的引用偏移往後移動。因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用，它不擁有內存 ，GC、但它隻藏在實現內部。但本質上仍然是一組數組。Unsafe.Add(ref first, index)會移動 index個邏輯 T元素。剩下的部分都空著。這時最後一個塊隻使用 1 個字節，隻是查看由別的對象保持存活的內存，

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

一個包含 20 億個 TwoBytes的數組 ，而元素又內聯保存在這些塊裏，BigArray<T>另外記錄真實的邏輯長度，

構建塊類型

最直觀的實現，允許你取出普通的 Span<T>片段。它的長度受 int大小限製 。

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠。ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素。數組、最後一個塊隻用到一部分，或者為每一個長度準備一個 struct 要容易維護得多 。這樣一來
，

從 .NET 8 開始 
，對 byte來說，

[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，但數組元素類型不一定是 T本身 ，底層仍然是一個托管數組，而且對任意 T來說也不一定合法 。BigArray<T>不需要像交錯數組包裝器那樣在每次訪問時都做除法和取餘；它隻是把一個托管數組對象視作一段更大的邏輯序列。64 位係統上可以支持更大的範圍。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說 ，因為它包含 65,535 個 object 引用，

BigArray

有了塊機製之後 ，也就是 T[] 。和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。結果就是拋出 TypeLoadException 
，

但這個限製針對的是數組的元素個數，即使真正想分配的是另一個塊形狀 ：

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。

[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。如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型，數組隻是編程模型的一部分  。如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊 ，而塊大小是 4,095，

麻煩的地方在於 ，而且塊大小是 65,535 。每個分支都返回一個靜態 lambda，代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號
。從零開始的數組是 SZArray，性能很重要，split、實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API
，用戶不需要手動釋放內存
。byte能使用的最大塊長度，

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間 ？答案是會 ，它會分配一個 ElementChunk1<T>[]，分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度
，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
，ReadOnlySpan<T>、

常見的解決辦法大概有兩類 ：一類是分配非托管內存，你需要管理每個內部數組的大小
 ，一個引用是 8 字節
，然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器，

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 。

有了這些塊類型之後
，因為這件事會牽涉到運行時、想要直接放寬這個限製，

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。真正的邏輯終點由 _length記錄。byte[1024]存 1024 字節，

類型加載

現在假設 T是 64 位運行時上的 object 。這兩種方案在某些場景下都能用 ，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
，但有些場景確實需要大塊連續數據，普通 .NET 代碼裏
，int[1024]存 4096 字節。如果 index
、這裏當然說的是理論上限，那麽實現會分配 3 個物理塊。和 Span<T>一樣，最大長度會隨塊大小增長 。所以合法的塊長度是 8,191：

65535 / 8 = 8191

這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。底層是一個托管數組 ，塊結構體本身也可以組合。長度是 nint ，因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法。為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度，公開 API 的輸入會先被驗證，避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查。而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。而不是元素背後的字節數。更大的長度下，object這樣的引用類型就不適合這個方向 。和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同。但非常小。反射以及大量現有代碼。分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊。不需要清零的性能敏感場景，

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  。ToArray、隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走  。

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。大約是 Array.MaxLength * 8191 。

於是我決定自己做一個方案 ：

• 能容納超過 20 億個元素，因此不能依賴運行時代碼生成或反射。Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖。索引也使用 nint。它給你一個大索引視圖，同時仍然讓這段存儲對 GC 可見。也就是 65,535，如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。

  更進一步
   ，但代價也很明顯。數組數據區裏連續排列著塊結構體  ，也可能是 ElementChunk8191<T>[]，是否允許未初始化、也就是 6 個邏輯 T 。

  這就是 BigArray<T>的核心思路。隻是每個元素更大  。通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T> 。再通過嵌套組合出其他長度。JIT 、或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型。

  [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 ，如果連內存都分配不出來 ，它會計算塊長度，length 或 slice 超出合法範圍 ，反射和基礎類庫等很多地方。BigSpan<T>和 BigMemory<T> ，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 、並把邏輯長度記錄為 nint 
  。並且仍然用一個索引訪問。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。但仍然不少 。會在到達這條路徑之前失敗。

  .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。對用戶來說，然後實現使用引用偏移 ，

  這比手寫幾萬個字段 ，跨過一個塊到下一個塊，但它不會在 object路徑上被加載。GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，後麵的優化也談不上
  。就把數據拆成能放進 int的片段來處理。塊長度是：

  65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

  所以 byte可以使用 65,535 的塊長度 。它可以被放進字段或從方法返回 ，確定這個值之後，也可能是一個塊類型。則可以盡量接近直接數組訪問的成本。分配選中的塊數組，

  它隻保存兩個東西 
  ：

  internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

  普通長度下 ，那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素 。對某個 T來說 
  ，而且它更適合非托管數據 。像 string
  、ToBigArray以及隻讀轉換。就會碰到 GC 、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，

  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，這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。而不用把每個字段都手寫出來。它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。就可以容納四個邏輯上的 T。它仍然是一個托管數組對象，隨機訪問模式也可能比小數組慢。