於是我決定自己做一個方案：

• 能容納超過 20 億個元素 ，

  構建塊類型

  最直觀的實現  ，數組數據區裏連續排列著塊結構體，排序、隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走。

  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、數組 、它會計算塊長度 ，一個引用是 8 字節 ，最常見的一維 、再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T。但數組元素類型不一定是 T本身 ，它可以被放進字段或從方法返回
  ，則可以盡量接近直接數組訪問的成本。它可能是 ElementChunk1<T>[]，但非常小  。比如邏輯長度是 10,000，那麽實現會分配 3 個物理塊。隻是每個元素變成了一小塊
   。交錯數組避開了非托管內存 ，對於 byte ，它們的數組長度相同，byte能使用的最大塊長度，公開 API 的輸入會先被驗證，但仍然不少。再通過嵌套組合出其他長度。split、作為數組元素的值類型會占用 8 * 65535 = 524,280字節。

  但這個限製針對的是數組的元素個數
  ，不需要清零的性能敏感場景 ，隨機訪問模式也可能比小數組慢
  。object這樣的引用類型就不適合這個方向。長度是 nint，底層仍然是一個托管數組 ，最後隻需要 85 個基礎塊類型
  ：從 ElementChunk2<T>到 ElementChunk8191<T> 。最大長度會隨塊大小增長 。ElementChunk23<ElementChunk89<T>>表示 2047 個邏輯元素 。如果連內存都分配不出來，類型係統
   、想要直接放寬這個限製
  ，可以存下 40 億個字節。BigArray<T>本身可以保持得很小。一個 FourElements<T>數組的每個物理元素，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 ，GC 、

  源代碼已開源在 GitHub，

  寫在最後

  有了 BigArray<T>、

  類型加載

  現在假設 T是 64 位運行時上的 object。所以合法的塊長度是 8,191：

  65535 / 8 = 8191

  這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的。而元素又內聯保存在這些塊裏 ，然後從 switch 裏拿到這個塊長度對應的分配器
  ，

  BigArray

  有了塊機製之後，但代價也很明顯。拿到第一個數據引用之後 ，從零開始的數組是 SZArray，我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型，

  這就是 BigArray<T>的核心思路。更大的長度下
  ，反射以及大量現有代碼 。

• 支持 NativeAOT，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T> 。這時最後一個塊隻使用 1 個字節，公共 API 仍然是安全的；對實現來說 ，

  在 .NET 裏，如果隻是想使用的話可以從 NuGet 引用包來使用。這裏我們不需要在每次訪問時都除以塊大小。確定這個值之後，

  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
  ，避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查 。並把邏輯長度記錄為 nint。這兩種方案在某些場景下都能用 ，

  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，ToArray、ToBigArray以及隻讀轉換 。但最後以 "won't fix" 關閉 ，它們記錄底層托管數組 、或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型。也就是 65,535
  ，普通 .NET 代碼裏 ，如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型
  ，實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API，大約是 Array.MaxLength * 8191。

• 連續托管內存分配。它仍然是一個托管數組對象
  ，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 、為了覆蓋 1 到 65,535 之間需要的塊長度，而不是元素背後的字節數。機器仍然需要真的有足夠的內存 。訪問時要處理跨段邊界，並且仍然用一個索引訪問。它不擁有內存，是否允許未初始化、最後一個塊隻用到一部分，

  [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。跨過一個塊到下一個塊，

• 索引應該跟架構相關：32 位係統上保持普通數組的限製，以及是否固定
  。會在到達這條路徑之前失敗  。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，用戶不需要手動釋放內存。但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了
  ，也就是 6 個邏輯 T。而且塊大小是 65,535 。BigArray<T>另外記錄真實的邏輯長度，因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用，對某個 T來說，最後隻調用這個分配器 。集合、性能很重要，

  麻煩的地方在於，就可以容納四個邏輯上的 T 。JIT、而塊大小是 4,095 ，所以 BigArray<T>保持普通數組的限製
  。分配選中的塊數組 ，而且對任意 T來說也不一定合法 。準確地說是 127.998 TiB 。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。就把數據拆成能放進 int的片段來處理。仍然可能碰到非法組合 。真正的邏輯終點由 _length記錄 。每個分支都返回一個靜態 lambda ，

  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，

  它隻保存兩個東西 ：

  internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

  普通長度下，允許你取出普通的 Span<T>片段 。像 string、

  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。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  ，

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

  一個包含 20 億個 TwoBytes的數組 ，搜索 、它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[]。byte[1024]存 1024 字節 ，然後實現使用引用偏移，這樣的類型不能被加載，它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T>。它的長度受 int大小限製。它給你一個大索引視圖 ，

  BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素。大約是 Array.MaxLength * 65535；對 64 位運行時上的 long或對象引用來說
  ，因為它包含 65,535 個 object 引用，

  這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間？答案是會，length 或 slice 超出合法範圍，JIT、而不用把每個字段都手寫出來。大小為 32 字節的類型可以使用 2,047
  。分配時隻需要計算請求的邏輯長度需要多少個物理塊。

  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。

  從 .NET 8 開始，我們還會用 Span<T>、

  通常不太建議隨意使用巨大的數組 。否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException。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 ，64 位係統上可以支持更大的範圍 。

  分配器來自一個針對塊長度的 switch。

  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
  。複製、

  .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。它會分配一個 ElementChunk1<T>[]，

  在 64 位運行時上，

  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。塊結構體本身也可以組合。nint本身無法表示更大的索引空間，塊長度是 ：

  65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

  所以 byte可以使用 65,535 的塊長度 。Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖。

  這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型 。數組隻是編程模型的一部分 。我們有了 InlineArrayAttribute。int[1024]存 4096 字節。不同的是，但它隻藏在實現內部。大小為 8 字節的類型可以使用 8,191。它可以防止未選中的塊數組類型被提前加載 。Unsafe.Add(ref first, index)會移動 index個邏輯 T元素。隻是每個元素更大。那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素。

  [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 ，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組，但能不能分配到需要的內存更重要 。ReadOnlySpan<T>、反射和基礎類庫等很多地方  。對 byte來說，

  有了這些塊類型之後 ，剩下的部分都空著 。Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的。而且它更適合非托管數據。

• 由 GC 管理，代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號。並且在需要和現有 API 互操作時，但本質上仍然是一組數組
  。GitHub 上曾經有一個很長的 issue 討論 64 位數組支持，和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭 。類型係統、結果就是拋出 TypeLoadException，它會讓 GC 壓力更大，

  這比手寫幾萬個字段，但有些場景確實需要大塊連續數據 ，JIT 和類型加載器在導入或編譯方法時，而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining 。隻有和當前 Unsafe.SizeOf<T>()匹配的塊形狀會真正實例化，如果 index 、BigSpan<T>和 BigMemory<T> ，

  這也是為什麽 _storage的類型是 Array：實際運行時類型取決於 T。這樣一來，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 。可以寫成：

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

  因為：

  3 * 5 * 17 * 257 = 65535

  因此 ，隻要覆蓋 65535 / size可能產生的那些值就夠了
  。

  因為 JIT 隻會編譯實際創建出來的 lambda 背後的方法。你需要管理每個內部數組的大小，其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到。索引也使用 nint。

  更進一步
  ，後麵的優化也談不上 
  。但它不會在 object路徑上被加載。隻是查看由別的對象保持存活的內存，底層是一個托管數組 ，因為這件事會牽涉到運行時 、

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