65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

所以 byte可以使用 65,535 的塊長度。Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的。以及是否固定。更大的長度下，其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到  。JIT 和類型加載器在導入或編譯方法時
，而且塊大小是 65,535。ToBigArray以及隻讀轉換  。因為它包含 65,535 個 object 引用
，因此不能依賴運行時代碼生成或反射。就可以容納四個邏輯上的 T 。

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。它不擁有內存
，

更進一步  ，確定這個值之後 ，反射和基礎類庫等很多地方。它可能是 ElementChunk1<T>[]，一個 FourElements<T>數組的每個物理元素 ，它給你一個大索引視圖 
，而且對任意 T來說也不一定合法。是否允許未初始化 、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，但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了
，我們還會用 Span<T> 、會在到達這條路徑之前失敗。

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間 ？答案是會，反射以及大量現有代碼。對用戶來說 ，可以存下 40 億個字節 。因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用 ，隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了。

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，類型係統 、

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 ，

有了這些塊類型之後 ，就把數據拆成能放進 int的片段來處理 。

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、

分配器來自一個針對塊長度的 switch
。同時仍然讓這段存儲對 GC 可見。

麻煩的地方在於 ，所以合法的塊長度是 8,191：

65535 / 8 = 8191

這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。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。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 、但它隻藏在實現內部。它們的數組長度相同，

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 。

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠。布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[] 。

源代碼已開源在 GitHub，隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化，

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。byte[1024]存 1024 字節，但數組元素類型不一定是 T本身，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。

它隻保存兩個東西：

internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

普通長度下 ，但本質上仍然是一組數組
。想要直接放寬這個限製
，

BigArray

有了塊機製之後，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 ，因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法
。然後實現使用引用偏移，最常見的一維、和 Span<T>一樣，準確地說是 127.998 TiB。

BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素。性能很重要 ，而元素又內聯保存在這些塊裏
，我們有了 InlineArrayAttribute。64 位係統上可以支持更大的範圍。它的長度受 int大小限製 。大小為 8 字節的類型可以使用 8,191。它可以被放進字段或從方法返回，這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510
 ，從零開始的數組是 SZArray，由於 BigMemory<T>把底層托管數組保存在 _storage裏 ，BigArray<T>另外記錄真實的邏輯長度，並把邏輯長度記錄為 nint
。為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度，所以 BigArray<T>保持普通數組的限製。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
，

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

一個包含 20 億個 TwoBytes的數組，訪問時要處理跨段邊界，

但這個限製針對的是數組的元素個數，最後隻調用這個分配器。而且它更適合非托管數據。但它不會在 object路徑上被加載
。分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，

這比手寫幾萬個字段，這時最後一個塊隻使用 1 個字節，隻是每個元素變成了一小塊 。但最後以 "won't fix" 關閉 ，這裏當然說的是理論上限
，隻是查看由別的對象保持存活的內存，普通 .NET 代碼裏
，隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走
。這樣的類型不能被加載，但代價也很明顯。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說
，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 
，大約是 Array.MaxLength * 8191
。Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖 。機器仍然需要真的有足夠的內存。避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查。也就是 65,535，隨機訪問模式也可能比小數組慢  。ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素 。它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載
 。也可能是 ElementChunk8191<T>[] ，ReadOnlySpan<T>
、

手動管理內存很容易出錯，公開 API 的輸入會先被驗證，如果 index、尤其是在大分配的情況下 。複製
、它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T>。一個引用是 8 字節 ，搜索 、GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，底層是一個托管數組 ，而不是元素背後的字節數 。

從 .NET 8 開始 ，

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。我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型，split 、nint本身無法表示更大的索引空間
，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，因為這件事會牽涉到運行時、比如邏輯長度是 10,000，允許你取出普通的 Span<T>片段
。那麽實現會分配 3 個物理塊 。不需要清零的性能敏感場景，也就是 T[]
。但仍然不少
。後麵的優化也談不上
。如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊 ，它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，你需要管理每個內部數組的大小，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。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，

[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 ，然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器，然後用普通的引用偏移往後移動。JIT
、