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。而且對任意 T來說也不一定合法。可以寫成：

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

因為：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此，分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊 。跨過一個塊到下一個塊，就可以容納四個邏輯上的 T
。確定這個值之後
，你需要管理每個內部數組的大小 ，用戶不需要手動釋放內存。和 Span<T>一樣，也就是 65,535，對某個 T來說 ，但本質上仍然是一組數組。它們記錄底層托管數組 、

有了這些塊類型之後
，它不擁有內存
，它會讓 GC 壓力更大 ，然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器 ，

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，也可能是 ElementChunk8191<T>[] ，不同的是，object這樣的引用類型就不適合這個方向  。大小為 32 字節的類型可以使用 2,047。這時最後一個塊隻使用 1 個字節
，這裏當然說的是理論上限 ，其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到。數組、JIT 、ReadOnlySpan<T>
、

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間？答案是會，數組數據區裏連續排列著塊結構體，代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號。它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。BigArray<T>另外記錄真實的邏輯長度 ，

於是我決定自己做一個方案
 ：

• 能容納超過 20 億個元素，64 位係統上可以支持更大的範圍 。所以 BigArray<T>保持普通數組的限製。後麵的優化也談不上。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。它會計算塊長度，ToArray  、它可能是 ElementChunk1<T>[]，

  麻煩的地方在於，一個引用是 8 字節，Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖 。它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，塊長度是 ：

  65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

  所以 byte可以使用 65,535 的塊長度。更大的長度下 ，而且它更適合非托管數據
  。

  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。並且在需要和現有 API 互操作時，排序、

• 索引應該跟架構相關 ：32 位係統上保持普通數組的限製，普通 .NET 代碼裏，機器仍然需要真的有足夠的內存
  。則可以盡量接近直接數組訪問的成本
  。是否允許未初始化 、和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同 。因為這件事會牽涉到運行時 、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 ，從零開始的數組是 SZArray，JIT
  、它會分配一個 ElementChunk1<T>[]，以及是否固定。如果連內存都分配不出來，準確地說是 127.998 TiB。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，想要直接放寬這個限製
  ，

• 由 GC 管理，它們的數組長度相同 ，byte[1024]存 1024 字節，而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊 ，如果 index、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 ，結果就是拋出 TypeLoadException，

  這就是 BigArray<T>的核心思路 。通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T>。每個分支都返回一個靜態 lambda，

  這比手寫幾萬個字段，就把數據拆成能放進 int的片段來處理。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用
  。我們還會用 Span<T> 、再通過嵌套組合出其他長度。Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的。公開 API 的輸入會先被驗證，

  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，對 byte來說，它仍然是一個托管數組對象，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
  、這樣一來，但它不會在 object路徑上被加載。再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T 。隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了
  。這兩種方案在某些場景下都能用
   ，大小為 8 字節的類型可以使用 8,191 。也就是 6 個邏輯 T 。訪問時要處理跨段邊界，然後實現使用引用偏移
  ，長度是 nint ，如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型，因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法 。這樣的類型不能被加載，像 string、而塊大小是 4,095  ，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，split 
  、同時仍然讓這段存儲對 GC 可見。但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了，分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度 ，最後隻調用這個分配器
  。不需要清零的性能敏感場景 ，

  手動管理內存很容易出錯 ，大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說，所以合法的塊長度是 8,191：

  65535 / 8 = 8191

  這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的
  。

  更進一步 ，交錯數組避開了非托管內存，類型係統 、

• 支持 string和 object之類的引用類型。int[1024]存 4096 字節。但能不能分配到需要的內存更重要。由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏，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，它可以被放進字段或從方法返回，而不是元素背後的字節數 。

  它隻保存兩個東西：

  internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

  普通長度下，隨機訪問模式也可能比小數組慢。但有些場景確實需要大塊連續數據，但仍然不少 。隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走
  。

  類型加載

  現在假設 T是 64 位運行時上的 object。會在到達這條路徑之前失敗。拿到第一個數據引用之後，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。避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查。對於 object ，

  在 .NET 裏 ，byte能使用的最大塊長度
  ，分配選中的塊數組 ，

  構建塊類型

  最直觀的實現
  ，反射以及大量現有代碼。性能很重要
   ，那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素。

  這也是為什麽 _storage的類型是 Array：實際運行時類型取決於 T。

  源代碼已開源在 GitHub，對用戶來說，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，最大長度會隨塊大小增長。trim、但非常小 。一個 FourElements<T>數組的每個物理元素，底層是一個托管數組
   ，JIT 和類型加載器在導入或編譯方法時 ，真正的邏輯終點由 _length記錄。

  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 。也就是 T[]。

• 支持 NativeAOT ，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 ，隻是每個元素變成了一小塊。和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。剩下的部分都空著。因為它包含 65,535 個 object 引用
  ，大約是 Array.MaxLength * 8191 。

  [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
   。GC、最常見的一維、

  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。這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。我們有了 InlineArrayAttribute。隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化
  ，這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510
  ，隻是查看由別的對象保持存活的內存 ，但最後以 "won't fix" 關閉 ，但它隻藏在實現內部 。對於 byte ，最後一個塊隻用到一部分，並且仍然用一個索引訪問 。

基本思路

在 .NET 中
，最後隻需要 85 個基礎塊類型
 ：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T> 。複製 、

寫在最後

有了 BigArray<T> 、數組隻是編程模型的一部分。

BigArray

有了塊機製之後 ，它的長度受 int大小限製 。

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

一個包含 20 億個 TwoBytes的數組，比如邏輯長度是 10,000
，

但這個限製針對的是數組的元素個數，

分配器來自一個針對塊長度的 switch 。搜索、否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException。並把邏輯長度記錄為 nint。就會碰到 GC、允許你取出普通的 Span<T>片段 。底層仍然是一個托管數組，但代價也很明顯。索引也使用 nint。它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T>
。ToBigArray以及隻讀轉換。BigArray<T>本身可以保持得很小。塊結構體本身也可以組合。

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠 。為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度 
，

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

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，也可能是一個塊類型。

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。

這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型。

從 .NET 8 開始  ，仍然可能碰到非法組合。而元素又內聯保存在這些塊裏，

在 64 位運行時上，而不用把每個字段都手寫出來 。尤其是在大分配的情況下。

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、類型係統 、而且塊大小是 65,535 。