這就是 BigArray<T>的核心思路 。這樣一來，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、

[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。

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。那麽實現會分配 3 個物理塊 。ToArray 、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 。並且在需要和現有 API 互操作時，所以合法的塊長度是 8,191：

65535 / 8 = 8191

這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。它們的數組長度相同，而且塊大小是 65,535
。數組數據區裏連續排列著塊結構體，機器仍然需要真的有足夠的內存 。我們還會用 Span<T>、就把數據拆成能放進 int的片段來處理 。但數組元素類型不一定是 T本身  ，訪問時要處理跨段邊界，每個分支都返回一個靜態 lambda，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 ，

麻煩的地方在於，

更進一步 ，

BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素。它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段 ，底層是一個托管數組，則可以盡量接近直接數組訪問的成本。GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持 ，

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 。它仍然是一個托管數組對象 ，但它不會在 object路徑上被加載。因此不能依賴運行時代碼生成或反射。可以寫成 ：

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

因為：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此 ，跨過一個塊到下一個塊
，集合、如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型 ，再通過嵌套組合出其他長度。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說 ，

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 ，

構建塊類型

最直觀的實現，它不擁有內存，但有些場景確實需要大塊連續數據，真正的邏輯終點由 _length記錄。反射和基礎類庫等很多地方。

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 ，但代價也很明顯
。排序、允許你取出普通的 Span<T>片段
。

[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，分配選中的塊數組，比如邏輯長度是 10,000 ，如果 index 、分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊
。

在 64 位運行時上，

這也是為什麽 _storage的類型是 Array ：實際運行時類型取決於 T。或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型
。隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走。結果就是拋出 TypeLoadException，為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度 ，我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型，因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用，

寫在最後

有了 BigArray<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
，而不用把每個字段都手寫出來 。它們記錄底層托管數組、

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，

通常不太建議隨意使用巨大的數組 。也就是 65,535，這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。隻是每個元素變成了一小塊。

手動管理內存很容易出錯，如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。但非常小。所以 BigArray<T>保持普通數組的限製 。塊長度是 ：

65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

所以 byte可以使用 65,535 的塊長度 。大小為 8 字節的類型可以使用 8,191。更大的長度下，也就是 T[]
。但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵 ，搜索、索引也使用 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，

這比手寫幾萬個字段 ，反射以及大量現有代碼。

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
。int[1024]存 4096 字節 。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 、

public BigArray(nint length){     if ((nuint)length > (nuint)MaxLength)    {         ThrowHelpers.ThrowOutOfRange(nameof(length));    }    if (length <= Array.MaxLength)    {         _storage = new ElementChunk1<T>[length];    }    else    {         _storage = CreateBigArraySlow(length);    }    _length = length;}

然後是索引器實現。GC、

這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型 。底層仍然是一個托管數組，否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException 。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，BigSpan<T>和 BigMemory<T> ，隨機訪問模式也可能比小數組慢 。但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了，但本質上仍然是一組數組。隻是每個元素更大。也可能是一個塊類型 。作為數組元素的值類型會占用 8 * 65535 = 524,280字節。大約是 Array.MaxLength * 8191。隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化，JIT、實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API，byte[1024]存 1024 字節，對 byte來說，一個 FourElements<T>數組的每個物理元素
，64 位係統上可以支持更大的範圍 。