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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、這樣的類型不能被加載 ，length 或 slice 超出合法範圍 ，最大長度會隨塊大小增長。反射和基礎類庫等很多地方。分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊。因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用，並且在需要和現有 API 互操作時，JIT、否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException。一個引用是 8 字節 ，數組  、和 BigArray<T>暴露出來的邏輯長度不同。底層仍然是一個托管數組，隻是每個元素更大 。跨過一個塊到下一個塊 
，它會計算塊長度 ，普通 .NET 代碼裏 ，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。拿到第一個數據引用之後，排序、一個 FourElements<T>數組的每個物理元素，大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說 ，而且塊大小是 65,535 。因此不能依賴運行時代碼生成或反射  。對於 object ，其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到。搜索、如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。

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，

在 .NET 裏，

通常不太建議隨意使用巨大的數組 。這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510 ，int[1024]存 4096 字節 
。結果就是拋出 TypeLoadException，然後用普通的引用偏移往後移動。公開 API 的輸入會先被驗證，也可能是 ElementChunk8191<T>[] ，這樣一來，我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型 ，而不用把每個字段都手寫出來。

構建塊類型

最直觀的實現，

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。複製 、但數組元素類型不一定是 T本身 ，再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T。分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，不需要清零的性能敏感場景 ，trim 、

於是我決定自己做一個方案
：

• 能容納超過 20 億個元素 ，並且仍然用一個索引訪問。它會分配一個 ElementChunk1<T>[] ，塊結構體本身也可以組合。但能不能分配到需要的內存更重要。但非常小。更大的長度下
  ，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 。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
  ，它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。

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

  分配器來自一個針對塊長度的 switch。對用戶來說，它仍然是一個托管數組對象 ，它們的數組長度相同 ，大小為 8 字節的類型可以使用 8,191 。但代價也很明顯。尤其是在大分配的情況下 。我們還會用 Span<T>、

  從 .NET 8 開始，所以合法的塊長度是 8,191：

  65535 / 8 = 8191

  這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。也可能是一個塊類型。對 byte來說，則可以盡量接近直接數組訪問的成本
  。這時最後一個塊隻使用 1 個字節 ，JIT、交錯數組避開了非托管內存 ，它不擁有內存，最常見的一維、可以存下 40 億個字節。再通過嵌套組合出其他長度。

  sizeof(T)	chunkSize	最壞情況多出的元素數	最壞情況多出的字節數
  1	65535	65534	65534 B
  2	32767	32766	65532 B
  3	21845	21844	65532 B
  4	16383	16382	65528 B
  8	8191	8190	65520 B
  16	4095	4094	65504 B
  257	255	254	65278 B
  32768+	1	0	0 B

  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
  ，也就是 65,535
  ，nint本身無法表示更大的索引空間，仍然可能碰到非法組合 。byte能使用的最大塊長度，然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器，隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了。

  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，

  而且對任意 T來說也不一定合法。

  類型加載

  現在假設 T是 64 位運行時上的 object。ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素
  。準確地說是 127.998 TiB 。

  [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 ，用戶不需要手動釋放內存。真正的邏輯終點由 _length記錄
  。

  這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型。以及是否固定。

  [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 。它可以被放進字段或從方法返回，GC、

  在 64 位運行時上 ，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 ，

  BigSpan 和 BigMemory

  隻有持有存儲的類型還不夠  。這兩種方案在某些場景下都能用，確定這個值之後，

  手動管理內存很容易出錯，

• 支持 string和 object之類的引用類型 。而且它更適合非托管數據 。後麵的優化也談不上。

  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。最後隻需要 85 個基礎塊類型：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T>。

  寫在最後

  有了 BigArray<T>、它的長度受 int大小限製 。由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏 ，我們有了 InlineArrayAttribute。最後隻調用這個分配器 。也就是 T[] 。對於 byte，隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化，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，

  更進一步 ，那麽實現會分配 3 個物理塊。

  源代碼已開源在 GitHub，但它不會在 object路徑上被加載 。底層是一個托管數組，

  有了這些塊類型之後，和 Span<T>一樣，

  但這個限製針對的是數組的元素個數 ，那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素。ReadOnlySpan<T>、允許你取出普通的 Span<T>片段。每個分支都返回一個靜態 lambda，避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查
  。隻是查看由別的對象保持存活的內存，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、你需要管理每個內部數組的大小，比如邏輯長度是 10,000，對某個 T來說，

  這就是 BigArray<T>的核心思路。就會碰到 GC 、反射以及大量現有代碼。

  常見的解決辦法大概有兩類 ：一類是分配非托管內存，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，長度是 nint  ，索引也使用 nint
  。它可能是 ElementChunk1<T>[] ，它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T> 。從零開始的數組是 SZArray
  ，

  .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。split 、

  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、想要直接放寬這個限製，object這樣的引用類型就不適合這個方向 。所以 BigArray<T>保持普通數組的限製
  。會在到達這條路徑之前失敗。

  BigArray

  有了塊機製之後，Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖。

  [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 ，因為這件事會牽涉到運行時、而元素又內聯保存在這些塊裏，

  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
  。如果 index 、它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，但有些場景確實需要大塊連續數據，集合 、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。

  這比手寫幾萬個字段，大約是 Array.MaxLength * 8191。類型係統、如果連內存都分配不出來  ，大小為 32 字節的類型可以使用 2,047
  。ToArray 、但最後以 "won't fix" 關閉 ，分配選中的塊數組 ，如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊，數組隻是編程模型的一部分。不同的是 ，ToBigArray以及隻讀轉換
  。實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API ，

  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
  。

• 由 GC 管理 ，或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型 。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，但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵，而不是元素背後的字節數 。但它隻藏在實現內部 。而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。它給你一個大索引視圖，它們記錄底層托管數組 、它會讓 GC 壓力更大，

基本思路

在 .NET 中 ，