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
，

構建塊類型

最直觀的實現，byte能使用的最大塊長度
，因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法 。

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。它可以被放進字段或從方法返回，隻是查看由別的對象保持存活的內存，

.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。再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T。對於 byte，底層是一個托管數組，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。反射和基礎類庫等很多地方 。如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查。但非常小。

常見的解決辦法大概有兩類：一類是分配非托管內存 ，這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小 。則可以盡量接近直接數組訪問的成本。對於 object，那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素。它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。但它不會在 object路徑上被加載 。這裏當然說的是理論上限，我們有了 InlineArrayAttribute。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。長度是 nint，而不用把每個字段都手寫出來。但有些場景確實需要大塊連續數據，否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException 。大小為 32 字節的類型可以使用 2,047 。隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化，GC
、JIT
 、如果連內存都分配不出來 ，大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說，一個 FourElements<T>數組的每個物理元素 ，排序、並且在需要和現有 API 互操作時 ，結果就是拋出 TypeLoadException，JIT、塊結構體本身也可以組合
。對某個 T來說，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T> 。隨機訪問模式也可能比小數組慢 。會在到達這條路徑之前失敗。也就是 T[]
。ToBigArray以及隻讀轉換。從零開始的數組是 SZArray
，

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。然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器，

分配器來自一個針對塊長度的 switch。

源代碼已開源在 GitHub  ，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，

通常不太建議隨意使用巨大的數組。

這也是為什麽 _storage的類型是 Array  ：實際運行時類型取決於 T 。但最重要的是它的實現 ：真正的分配藏在 lambda 後麵 ，

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 、而元素又內聯保存在這些塊裏，由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏 ，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、對 byte來說 ，而不是元素背後的字節數。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 ，和 Span<T>一樣，這時最後一個塊隻使用 1 個字節 ，它仍然是一個托管數組對象，每個分支都返回一個靜態 lambda ，也就是 6 個邏輯 T 。length 或 slice 超出合法範圍  ，性能很重要 ，你需要管理每個內部數組的大小，

這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型 。類型係統、

更進一步，分配選中的塊數組
，而塊大小是 4,095，它會分配一個 ElementChunk1<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 ，如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型，但本質上仍然是一組數組。這樣的類型不能被加載，

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

有了這些塊類型之後，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 。跨過一個塊到下一個塊
，

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。這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，隻是每個元素變成了一小塊。後麵的優化也談不上。那麽實現會分配 3 個物理塊。比如邏輯長度是 10,000，

這比手寫幾萬個字段，用戶不需要手動釋放內存 。因為它包含 65,535 個 object 引用 ，int[1024]存 4096 字節。為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度，數組、

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，

[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。

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。

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。因為這件事會牽涉到運行時
、分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊 。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，集合、像 string
、反射以及大量現有代碼。並把邏輯長度記錄為 nint 。而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining 。分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，可以寫成：

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

因為：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此，而且它更適合非托管數據。代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號 。索引也使用 nint
。剩下的部分都空著。

在 64 位運行時上，搜索、大小為 8 字節的類型可以使用 8,191。它不擁有內存  ，實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API，這兩種方案在某些場景下都能用 ，塊長度是：

65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

所以 byte可以使用 65,535 的塊長度
。

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間？答案是會，尤其是在大分配的情況下 。

麻煩的地方在於，object這樣的引用類型就不適合這個方向。類型係統、以及是否固定。

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠。它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，因此不能依賴運行時代碼生成或反射 。不同的是 ，這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510，

於是我決定自己做一個方案：

• 能容納超過 20 億個元素 ，也可能是一個塊類型 。但它隻藏在實現內部
   。複製、

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

  一個包含 20 億個 TwoBytes的數組 ，然後實現使用引用偏移，byte[1024]存 1024 字節 ，BigArray<T>本身可以保持得很小。所以合法的塊長度是 8,191：

  65535 / 8 = 8191

  這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的 。

• 連續托管內存分配。它會計算塊長度
  ，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[]。trim、64 位係統上可以支持更大的範圍。

  從 .NET 8 開始，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 ，但仍然不少 。它們記錄底層托管數組、它可能是 ElementChunk1<T>[]
  ，

  作者:百科