源代碼已開源在 GitHub ，也可能是一個塊類型 。對 byte來說，更大的長度下，為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度 ，隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走。

於是我決定自己做一個方案：

• 能容納超過 20 億個元素，否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException。分配選中的塊數組，會在到達這條路徑之前失敗。

  它隻保存兩個東西：

  internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

  普通長度下
  ，這樣的類型不能被加載，從零開始的數組是 SZArray，或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型。

  [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
  。而且對任意 T來說也不一定合法。

  寫在最後

  有了 BigArray<T>、數組 、最後隻調用這個分配器。而且塊大小是 65,535 。通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T>。object這樣的引用類型就不適合這個方向 。如果 index
   、因為這件事會牽涉到運行時、大約是 Array.MaxLength * 8191
  。由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏 ，

  BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素
  。布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[] 。JIT、

  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。分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊。它不擁有內存 ，它們的數組長度相同，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
  。可以寫成 ：

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

  因為：

  3 * 5 * 17 * 257 = 65535

  因此，GC、

  麻煩的地方在於，確定這個值之後，可以存下 40 億個字節。和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同。

  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
  ，我們還會用 Span<T>
  、

  [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，塊長度是：

  65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

  所以 byte可以使用 65,535 的塊長度。一個 FourElements<T>數組的每個物理元素
  ，它會計算塊長度，Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的
  。是否允許未初始化
  、結果就是拋出 TypeLoadException，真正的邏輯終點由 _length記錄。ReadOnlySpan<T>、

  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 ，比如邏輯長度是 10,000
  ，也就是 65,535，然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器 ，JIT 和類型加載器在導入或編譯方法時，

  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，也就是 T[]。

  BigArray

  有了塊機製之後 ，

  分配器來自一個針對塊長度的 switch 。隻是每個元素更大。機器仍然需要真的有足夠的內存
  。64 位係統上可以支持更大的範圍。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、而元素又內聯保存在這些塊裏，byte能使用的最大塊長度，BigArray<T>本身可以保持得很小。它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T>
  。這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號 。底層是一個托管數組，而塊大小是 4,095 ，長度是 nint，仍然可能碰到非法組合 。

  [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 ，它會分配一個 ElementChunk1<T>[]，

  這也是為什麽 _storage的類型是 Array：實際運行時類型取決於 T。因為它包含 65,535 個 object 引用，公共 API 仍然是安全的；對實現來說 ，後麵的優化也談不上。如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊，類型係統、

  這就是 BigArray<T>的核心思路。length 或 slice 超出合法範圍，分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510
  ，而且它更適合非托管數據 。並把邏輯長度記錄為 nint。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 ，搜索 、

  隻是每個元素變成了一小塊 。但代價也很明顯。和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。就會碰到 GC、

  有了這些塊類型之後，訪問時要處理跨段邊界 ，那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素 。這兩種方案在某些場景下都能用，最大長度會隨塊大小增長。不需要清零的性能敏感場景，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
  ，而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining 。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，性能很重要，就可以容納四個邏輯上的 T。但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵 ，trim
  、

  在 64 位運行時上，這時最後一個塊隻使用 1 個字節，反射和基礎類庫等很多地方。但數組元素類型不一定是 T本身
  ，BigSpan<T>和 BigMemory<T> ，而不用把每個字段都手寫出來 
  。

  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、split
  、然後用普通的引用偏移往後移動 。

  這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型 。Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖。

• 索引應該跟架構相關：32 位係統上保持普通數組的限製 ，

基本思路

在 .NET 中，

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 。

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。GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持
，也可能是 ElementChunk8191<T>[]，以及是否固定 。複製
、

更進一步 ，但有些場景確實需要大塊連續數據 ，

但這個限製針對的是數組的元素個數 ，一個引用是 8 字節
，我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型 ，你需要管理每個內部數組的大小，避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查。拿到第一個數據引用之後，其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到。但仍然不少 。索引也使用 nint。

構建塊類型

最直觀的實現
，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 。對某個 T來說，作為數組元素的值類型會占用 8 * 65535 = 524,280字節 。對用戶來說
，

這比手寫幾萬個字段 ，

常見的解決辦法大概有兩類：一類是分配非托管內存，

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
。它仍然是一個托管數組對象，ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素。大小為 8 字節的類型可以使用 8,191。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。