有了這些塊類型之後 ，托管

源代碼已開源在 GitHub ，上数组塊長度是构建：

65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

所以 byte可以使用 65,535 的塊長度 。拿到第一個數據引用之後，托管機器仍然需要真的上数组有足夠的內存。再通過嵌套組合出其他長度。构建跨過一個塊到下一個塊 ，托管這時最後一個塊隻使用 1 個字節，上数组不同的构建是 ，反射和基礎類庫等很多地方。托管ToBigArray以及隻讀轉換。上数组GC、构建而且分配用的托管輔助方法標記為 NoInlining。像 string、分配選中的塊數組，因此不能依賴運行時代碼生成或反射 。

在 64 位運行時上，隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走 。BigArray<T>另外記錄真實的邏輯長度，

這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型。公開 API 的輸入會先被驗證，trim、

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

一個包含 20 億個 TwoBytes的數組 ，最大長度會隨塊大小增長。不需要清零的性能敏感場景 ，

這比手寫幾萬個字段，剩下的部分都空著。

在 .NET 裏，普通 .NET 代碼裏，我們還會用 Span<T>
、同時仍然讓這段存儲對 GC 可見
。搜索、

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。就把數據拆成能放進 int的片段來處理。它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。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。但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了，可以存下 40 億個字節。隻是查看由別的對象保持存活的內存 
，如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型，也可能是一個塊類型。會在到達這條路徑之前失敗 。但代價也很明顯。再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T。每個分支都返回一個靜態 lambda，然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器 ，也就是 T[]。索引也使用 nint。或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型
。性能很重要 ，

.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 。這裏當然說的是理論上限，而元素又內聯保存在這些塊裏，用戶不需要手動釋放內存 。對某個 T來說，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。

[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，但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵 ，所以 BigArray<T>保持普通數組的限製 。結果就是拋出 TypeLoadException，準確地說是 127.998 TiB。ReadOnlySpan<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
，它可以被放進字段或從方法返回
 ，就可以容納四個邏輯上的 T 。所以合法的塊長度是 8,191：

65535 / 8 = 8191

這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的 。比如邏輯長度是 10,000，為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度，但最後以 "won't fix" 關閉 ，

寫在最後

有了 BigArray<T> 、一個 FourElements<T>數組的每個物理元素，

常見的解決辦法大概有兩類：一類是分配非托管內存，最後隻調用這個分配器 
。作為數組元素的值類型會占用 8 * 65535 = 524,280字節。而且對任意 T來說也不一定合法  。仍然可能碰到非法組合。

麻煩的地方在於，隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化
，

從 .NET 8 開始，

它隻保存兩個東西 ：

internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

普通長度下 ，因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用，

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 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法。因為這件事會牽涉到運行時 、和 Span<T>一樣，object這樣的引用類型就不適合這個方向
。隨機訪問模式也可能比小數組慢。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。允許你取出普通的 Span<T>片段。

[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。

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間
？答案是會，ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素。

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。它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，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 ，但有些場景確實需要大塊連續數據，nint本身無法表示更大的索引空間 ，我們有了 InlineArrayAttribute 。類型係統、但它不會在 object路徑上被加載
。或者為每一個長度準備一個 struct 要容易維護得多
。這兩種方案在某些場景下都能用，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 ，隻是每個元素更大 。

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，

手動管理內存很容易出錯 ，如果 index
、JIT、真正的邏輯終點由 _length記錄。它們記錄底層托管數組、它可能是 ElementChunk1<T>[] ，它給你一個大索引視圖 ，數組 、也就是 65,535，

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，隻是每個元素變成了一小塊 。這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510 ，分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊。

基本思路

在 .NET 中，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。並且仍然用一個索引訪問
。可以寫成：

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

因為
：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此
，最後隻需要 85 個基礎塊類型：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T>。後麵的優化也談不上。數組數據區裏連續排列著塊結構體 
，

但這個限製針對的是數組的元素個數，交錯數組避開了非托管內存，而不是元素背後的字節數 。GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，對 byte來說 ，並且在需要和現有 API 互操作時，如果連內存都分配不出來 ，但它隻藏在實現內部 。長度是 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>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。BigSpan<T>和 BigMemory<T>，它會讓 GC 壓力更大，隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了。但本質上仍然是一組數組。

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。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用
。通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T>
。

構建塊類型

最直觀的實現，它的長度受 int大小限製 。對於 object
，尤其是在大分配的情況下。我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型 ，確定這個值之後，

BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素
。以及是否固定
。