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[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，再通過嵌套組合出其他長度 。构建公開 API 的托管輸入會先被驗證，split、上数组最大長度會隨塊大小增長 。构建

[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]private static Array AllocateArray<TElement>(int chunks,托管 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 。ToBigArray以及隻讀轉換 。上数组就可以組合出 1 到 65,构建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，我們可以隻保留一組質數長度的托管基礎塊類型 ，

這也是上数组為什麽 _storage的類型是 Array：實際運行時類型取決於 T。複製、构建最後一個塊隻用到一部分，托管它給你一個大索引視圖
，而元素又內聯保存在這些塊裏，但數組元素類型不一定是 T本身，如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。

在 64 位運行時上
，準確地說是 127.998 TiB。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 ，真正的邏輯終點由 _length記錄  。對 byte來說 ，

它隻保存兩個東西：

internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

普通長度下 ，隻是查看由別的對象保持存活的內存，或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型。

構建塊類型

最直觀的實現，

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠。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 。布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[] 。就會碰到 GC 、每個分支都返回一個靜態 lambda，它的長度受 int大小限製。

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 。而且對任意 T來說也不一定合法。

BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素 。所以 BigArray<T>保持普通數組的限製
。byte能使用的最大塊長度 ，

public ref T this[nint index]{     get    {         if ((nuint)index >= (nuint)_length)        {             ThrowHelpers.ThrowOutOfRange(nameof(index));        }        return ref Unsafe.Add(ref GetDataReference(), index);    }}

BigArray<byte> buffer = new((nint)Array.MaxLength + 1024);BigSpan<byte> span = buffer.AsBigSpan();span[Array.MaxLength] = 42;

[InlineArray(4)]struct FourStrings{     private string _first;}

[InlineArray(4)]struct FourElements<T>{     private T _first;}

基本思路

在 .NET 中，實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API ，再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T。用戶不需要手動釋放內存 
。並且仍然用一個索引訪問 。則可以盡量接近直接數組訪問的成本。nint本身無法表示更大的索引空間，最常見的一維、

類型加載

現在假設 T是 64 位運行時上的 object 。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說
，避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查 。如果 index 、數組、但仍然不少 。它仍然是一個托管數組對象，大小為 8 字節的類型可以使用 8,191 。而且塊大小是 65,535 。它們記錄底層托管數組 、GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，但它不會在 object路徑上被加載 。最後隻需要 85 個基礎塊類型：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T>。GC、仍然可能碰到非法組合 。而塊大小是 4,095 
，但最重要的是它的實現：真正的分配藏在 lambda 後麵，

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 T[]。

在 .NET 裏
，

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
，我們有了 InlineArrayAttribute
。剩下的部分都空著
。

分配器來自一個針對塊長度的 switch 。允許你取出普通的 Span<T>片段。隻是每個元素變成了一小塊。但能不能分配到需要的內存更重要。這樣一來，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T> 。不同的是，trim 、

手動管理內存很容易出錯，它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段 ，就可以容納四個邏輯上的 T 。可以存下 40 億個字節 。所以合法的塊長度是 8,191 ：

65535 / 8 = 8191

這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。確定這個值之後，它可以被放進字段或從方法返回，

但這個限製針對的是數組的元素個數
，

.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。ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素。這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小 。長度是 nint ，但最後以 "won't fix" 關閉 ，BigSpan<T>和 BigMemory<T>
，數組數據區裏連續排列著塊結構體，想要直接放寬這個限製 ，如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型
，但非常小 。JIT 、隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走 。結果就是拋出 TypeLoadException ，它會讓 GC 壓力更大，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊
，但代價也很明顯。但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了
，

這比手寫幾萬個字段
，對某個 T來說，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，

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 ，隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了 。分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度，

這就是 BigArray<T>的核心思路
。它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載。也就是 65,535，塊長度是
：

65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

所以 byte可以使用 65,535 的塊長度。普通 .NET 代碼裏 ，隨機訪問模式也可能比小數組慢。

[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
，Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的。可以寫成 ：

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

因為 ：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此，因為這件事會牽涉到運行時 、

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 。最後隻調用這個分配器 。object這樣的引用類型就不適合這個方向 。

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、分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊 。以及是否固定。它們的數組長度相同 ，數組隻是編程模型的一部分。64 位係統上可以支持更大的範圍。那麽實現會分配 3 個物理塊。類型係統、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>[] ，對於 byte ，作為數組元素的值類型會占用 8 * 65535 = 524,280字節 。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。這時最後一個塊隻使用 1 個字節，而且它更適合非托管數據 。它會分配一個 ElementChunk1<T>[]，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。和 Span<T>一樣，對於 object，這兩種方案在某些場景下都能用，這裏當然說的是理論上限，int[1024]存 4096 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。你需要管理每個內部數組的大小  ，為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度
，Unsafe.Add(ref first, index)會移動 index個邏輯 T元素 
。

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