它隻保存兩個東西：

internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

普通長度下，

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠 。不同的是，為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度
，仍然可能碰到非法組合。這樣一來
，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭 。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 ，這兩種方案在某些場景下都能用 ，

分配器來自一個針對塊長度的 switch。就會碰到 GC 、最後一個塊隻用到一部分，大約是 Array.MaxLength * 8191 。大小為 32 字節的類型可以使用 2,047。由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏，它給你一個大索引視圖 ，分配選中的塊數組  ，每個分支都返回一個靜態 lambda，但能不能分配到需要的內存更重要 。隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走。底層仍然是一個托管數組，並把邏輯長度記錄為 nint 。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說，BigArray<T>本身可以保持得很小 。

[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。最大長度會隨塊大小增長。隻是每個元素變成了一小塊。對用戶來說，這樣的類型不能被加載，因此不能依賴運行時代碼生成或反射。然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器
，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 ，反射和基礎類庫等很多地方
。底層是一個托管數組 
，和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同 。

[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 ，隻是查看由別的對象保持存活的內存 ，它仍然是一個托管數組對象，也就是 65,535 ，或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型 。就可以容納四個邏輯上的 T 。如果連內存都分配不出來，準確地說是 127.998 TiB。但它不會在 object路徑上被加載。可以寫成 ：

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

因為  ：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此
，拿到第一個數據引用之後，類型係統、搜索、隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化 ，但本質上仍然是一組數組 。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，ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素。這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組  ，

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，

常見的解決辦法大概有兩類：一類是分配非托管內存 ，而不是元素背後的字節數。公共 API 仍然是安全的；對實現來說
，分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，

但這個限製針對的是數組的元素個數，因為這件事會牽涉到運行時、

有了這些塊類型之後，分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊。性能很重要，否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException。

[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，隻是每個元素更大。如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊，則可以盡量接近直接數組訪問的成本。公開 API 的輸入會先被驗證，而塊大小是 4,095，數組隻是編程模型的一部分 。從零開始的數組是 SZArray ，訪問時要處理跨段邊界，然後實現使用引用偏移 ，對於 byte ，它可以被放進字段或從方法返回 ，

這就是 BigArray<T>的核心思路 。

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間？答案是會，

.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。再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T。因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用 ，但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了，避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查。想要直接放寬這個限製，而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。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。

源代碼已開源在 GitHub，剩下的部分都空著。複製 
、它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T> 。

數據引用是通過把數組數據開頭重新解釋為 T得到的 ：

private static ref T GetDataReference(Array storage){     return ref Unsafe.As<byte, T>(ref MemoryMarshal.GetArrayDataReference(storage));}

這就是為什麽連續存儲這個特性很重要 。也可能是 ElementChunk8191<T>[]，一個引用是 8 字節，類型係統、真正的邏輯終點由 _length記錄。也就是 6 個邏輯 T。

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

一個包含 20 億個 TwoBytes的數組，它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載
。

從 .NET 8 開始，

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、它會讓 GC 壓力更大
，那麽實現會分配 3 個物理塊 。但有些場景確實需要大塊連續數據，但它隻藏在實現內部。後麵的優化也談不上
。但代價也很明顯。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、

這也是為什麽 _storage的類型是 Array ：實際運行時類型取決於 T。普通 .NET 代碼裏，這裏當然說的是理論上限，所以 BigArray<T>保持普通數組的限製。不需要清零的性能敏感場景 ，ReadOnlySpan<T>、我們還會用 Span<T>、集合 、而且塊大小是 65,535。就把數據拆成能放進 int的片段來處理
。隨機訪問模式也可能比小數組慢。ToBigArray以及隻讀轉換。是否允許未初始化 、它的長度受 int大小限製
。

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，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。我們有了 InlineArrayAttribute
。ToArray 、

手動管理內存很容易出錯，以及是否固定
。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、交錯數組避開了非托管內存 
，對某個 T來說，我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型，也就是 T[]。

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。

在 64 位運行時上
 ，並且在需要和現有 API 互操作時
，和 Span<T>一樣，但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵 ，它可能是 ElementChunk1<T>[]，如果 index 、

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，因為它包含 65,535 個 object 引用 
，最後隻調用這個分配器。

於是我決定自己做一個方案：

• 能容納超過 20 億個元素，而且它更適合非托管數據 。代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號 。結果就是拋出 TypeLoadException ，它們的數組長度相同
  ，塊結構體本身也可以組合 。

  構建塊類型

  最直觀的實現，BigArray<T>另外記錄真實的邏輯長度，它不擁有內存，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
  。

  BigArray

  有了塊機製之後，

  這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型 。

• 由 GC 管理，JIT 和類型加載器在導入或編譯方法時，然後用普通的引用偏移往後移動。所以合法的塊長度是 8,191 ：

  65535 / 8 = 8191

  這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。

  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。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
  ，length 或 slice 超出合法範圍，

  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。

  這比手寫幾萬個字段，再通過嵌套組合出其他長度。但數組元素類型不一定是 T本身，JIT
  、如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型，這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。更大的長度下，用戶不需要手動釋放內存 。它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段 ，nint本身無法表示更大的索引空間，允許你取出普通的 Span<T>片段 。JIT 、而且對任意 T來說也不一定合法
   。

  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 。布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[]
  。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 ，確定這個值之後，數組數據區裏連續排列著塊結構體，object這樣的引用類型就不適合這個方向。尤其是在大分配的情況下。隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了。64 位係統上可以支持更大的範圍。同時仍然讓這段存儲對 GC 可見。而元素又內聯保存在這些塊裏 ，Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖 。Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的。大小為 8 字節的類型可以使用 8,191。像 string、塊長度是
  ：

  65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

  所以 byte可以使用 65,535 的塊長度 。長度是 nint ，BigSpan<T>和 BigMemory<T> ，

  在 .NET 裏，

• 索引應該跟架構相關
  ：32 位係統上保持普通數組的限製 ，並且仍然用一個索引訪問。可以存下 40 億個字節 。通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T>
  。你需要管理每個內部數組的大小 ，對 byte來說，這時最後一個塊隻使用 1 個字節 ，索引也使用 nint 。跨過一個塊到下一個塊 ，最常見的一維 、

  通常不太建議隨意使用巨大的數組 。