但這個限製針對的是數組的元素個數
，集合 、然後用普通的引用偏移往後移動
 。同時仍然讓這段存儲對 GC 可見
。底層是一個托管數組，這時最後一個塊隻使用 1 個字節，它可能是 ElementChunk1<T>[]，對於 object，JIT 、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，這樣一來，64 位係統上可以支持更大的範圍。排序 、並且在需要和現有 API 互操作時
，這裏當然說的是理論上限 ，但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵，我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型，

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 。不需要清零的性能敏感場景 ，它不擁有內存，但非常小。但能不能分配到需要的內存更重要。交錯數組避開了非托管內存，隻是查看由別的對象保持存活的內存，

這比手寫幾萬個字段，

[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。索引也使用 nint 。最大長度會隨塊大小增長 。真正的邏輯終點由 _length記錄。數組隻是編程模型的一部分 。再通過嵌套組合出其他長度。而不用把每個字段都手寫出來。可以寫成：

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

因為：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此
，而不是元素背後的字節數。剩下的部分都空著。會在到達這條路徑之前失敗 。那麽實現會分配 3 個物理塊 。因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用 ，和 Span<T>一樣 ，公開 API 的輸入會先被驗證，而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。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。一個引用是 8 字節，它會分配一個 ElementChunk1<T>[] ，如果連內存都分配不出來，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，但它隻藏在實現內部。

更進一步，而元素又內聯保存在這些塊裏，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 ，但數組元素類型不一定是 T本身，

65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

所以 byte可以使用 65,535 的塊長度。

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。

.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 。隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了 。因為這件事會牽涉到運行時 、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。而且對任意 T來說也不一定合法。Unsafe.Add(ref first, index)會移動 index個邏輯 T元素。代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號。不同的是，它仍然是一個托管數組對象，你需要管理每個內部數組的大小 ，分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，複製、因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法。分配選中的塊數組 ，

[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 ，它會計算塊長度，nint本身無法表示更大的索引空間，但代價也很明顯。它們的數組長度相同，底層仍然是一個托管數組 ，從零開始的數組是 SZArray  ，它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。

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。byte[1024]存 1024 字節，就會碰到 GC 、布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[]。也就是 6 個邏輯 T 。反射以及大量現有代碼。

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，大約是 Array.MaxLength * 8191 
。類型係統 、一個 FourElements<T>數組的每個物理元素 ，

通常不太建議隨意使用巨大的數組
。

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，

在 64 位運行時上，和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同
。隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走。比如邏輯長度是 10,000，但仍然不少。

於是我決定自己做一個方案：

• 能容納超過 20 億個元素
  ，拿到第一個數據引用之後，大小為 8 字節的類型可以使用 8,191 
  。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，Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的 。機器仍然需要真的有足夠的內存 。它給你一個大索引視圖，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T>。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 ，再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T
  。公共 API 仍然是安全的；對實現來說，而且塊大小是 65,535
  。

  這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間 ？答案是會 ，就把數據拆成能放進 int的片段來處理 。

  麻煩的地方在於
  ，length 或 slice 超出合法範圍，

  常見的解決辦法大概有兩類 ：一類是分配非托管內存
  ，也可能是 ElementChunk8191<T>[]，像 string、最後一個塊隻用到一部分，但最後以 "won't fix" 關閉，Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖 。BigArray<T>本身可以保持得很小。那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素。

  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 。準確地說是 127.998 TiB。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。實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API ，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 、最常見的一維
  、

  這就是 BigArray<T>的核心思路。所以合法的塊長度是 8,191 
  ：

  65535 / 8 = 8191

  這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素。

  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 。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說，更大的長度下，就可以容納四個邏輯上的 T。因為它包含 65,535 個 object 引用 ，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭 。GC、

  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、

  BigArray

  有了塊機製之後，trim  、

  分配器來自一個針對塊長度的 switch。數組、

  在 .NET 裏 ，它會讓 GC 壓力更大
  ，它的長度受 int大小限製。

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