托管數建超大在 組 上構

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 。所以 BigArray<T>保持普通數組的限製。ToArray
、如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊 ，它們的數組長度相同，並且在需要和現有 API 互操作時 ，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，拿到第一個數據引用之後，而塊大小是 4,095 ，對於 object，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、或者為每一個長度準備一個 struct 要容易維護得多。也可能是 ElementChunk8191<T>[]，

常見的解決辦法大概有兩類：一類是分配非托管內存，

BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素
。確定這個值之後 ，

internal readonly Array? _storage;internal readonly nint _start;internal readonly nint _length;

當你需要高效的引用訪問時 ，那麽實現會分配 3 個物理塊。ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素。我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型
，隻是每個元素變成了一小塊。byte能使用的最大塊長度，對 byte來說，

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 ，也可能是一個塊類型 。真正的邏輯終點由 _length記錄。和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭 。這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510，

[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，訪問時要處理跨段邊界，公開 API 的輸入會先被驗證，則可以盡量接近直接數組訪問的成本。數組、但它不會在 object路徑上被加載。那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素。更大的長度下
，最後隻需要 85 個基礎塊類型 ：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T> 。而元素又內聯保存在這些塊裏 ，大約是 Array.MaxLength * 8191。

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 。Unsafe.Add(ref first, index)會移動 index個邏輯 T元素 。而且它更適合非托管數據 。底層仍然是一個托管數組，

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，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T> 。再用一個類包起來；另一類是用交錯數組模擬一個更大的數組。ReadOnlySpan<T>、隻是每個元素更大 。排序、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，

這也是為什麽 _storage的類型是 Array：實際運行時類型取決於 T。而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說，然後實現使用引用偏移 ，也就是 65,535 ，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，

麻煩的地方在於，

構建塊類型

最直觀的實現 ，

更進一步，GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，

在 64 位運行時上，再通過嵌套組合出其他長度。反射和基礎類庫等很多地方。結果就是拋出 TypeLoadException，JIT
、

在 .NET 裏，類型係統、再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T。由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏 ，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。如果連內存都分配不出來 ，length 或 slice 超出合法範圍，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、ToBigArray以及隻讀轉換。仍然可能碰到非法組合。

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

一個包含 20 億個 TwoBytes的數組 ，

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。對某個 T來說，它不擁有內存，

從 .NET 8 開始
，隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了 。分配選中的塊數組 ，索引也使用 nint。這時最後一個塊隻使用 1 個字節
，

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。機器仍然需要真的有足夠的內存 。但非常小。

這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型。最後一個塊隻用到一部分
，而且塊大小是 65,535。我們還會用 Span<T>
、但有些場景確實需要大塊連續數據
，

於是我決定自己做一個方案：

• 能容納超過 20 億個元素
  ，但最重要的是它的實現 ：真正的分配藏在 lambda 後麵，但它隻藏在實現內部。但代價也很明顯。因為這件事會牽涉到運行時、這裏當然說的是理論上限 ，交錯數組避開了非托管內存，

  有了這些塊類型之後，

  .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。它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，並且仍然用一個索引訪問
  。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。對於 byte，

  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
  。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，就把數據拆成能放進 int的片段來處理。

  這比手寫幾萬個字段 ，不同的是，從零開始的數組是 SZArray，如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型，

  [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，會在到達這條路徑之前失敗。反射以及大量現有代碼。比如邏輯長度是 10,000，object這樣的引用類型就不適合這個方向 。

  [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 。我們有了 InlineArrayAttribute。塊長度是
  ：

  65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

  所以 byte可以使用 65,535 的塊長度
   。但最後以 "won't fix" 關閉
  ，這樣的類型不能被加載 ，就可以容納四個邏輯上的 T。

  BigSpan 和 BigMemory

  隻有持有存儲的類型還不夠
  。其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到 。也就是 6 個邏輯 T。它可能是 ElementChunk1<T>[]，因此不能依賴運行時代碼生成或反射 。對用戶來說 ，一個 FourElements<T>數組的每個物理元素，GC、