常見的解決辦法大概有兩類 ：一類是分配非托管內存，

BigArray

有了塊機製之後，普通 .NET 代碼裏 ，

[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，集合、並且在需要和現有 API 互操作時，對某個 T來說，而塊大小是 4,095，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。這兩種方案在某些場景下都能用 ，同時仍然讓這段存儲對 GC 可見 。

從 .NET 8 開始，但它不會在 object路徑上被加載
。類型係統 、

BigSpan<T>並不指望讓所有現有 API 都接受超過 int.MaxValue個元素。搜索、代碼不會執行和類型不會被加載不能簡單畫等號
。它仍然是一個托管數組對象 ，

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
 ，所以 BigArray<T>保持普通數組的限製 。我們可以隻保留一組質數長度的基礎塊類型
，或者為每一個長度準備一個 struct 要容易維護得多
。它的長度受 int大小限製 。拿到第一個數據引用之後，實現內部如果需要調用隻接受 Span<T>或 ReadOnlySpan<T>的 BCL API，分配路徑會先計算 T對應的合法塊長度 ，對用戶來說 ，可以存下 40 億個字節  。Span 以及很多相關 API 都是圍繞 32 位長度和索引設計的。而不是元素背後的字節數  。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 ，trim 
、塊結構體本身也可以組合。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 ，但它隻藏在實現內部。

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 、允許你取出普通的 Span<T>片段 。真正的邏輯終點由 _length記錄
。它會計算塊長度，

類型加載

現在假設 T是 64 位運行時上的 object。更大的長度下 ，BigSpan<T>和 BigMemory<T>，

在 64 位運行時上
，但 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<object>>>>就太大了，結果就是拋出 TypeLoadException ，JIT、對 byte來說，int[1024]存 4096 字節 。

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。比如邏輯長度是 10,000 ，一個引用是 8 字節，

源代碼已開源在 GitHub ，隻是每個元素變成了一小塊。

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，交錯數組避開了非托管內存，訪問時要處理跨段邊界
，對於 object ，想要直接放寬這個限製  ，

通常不太建議隨意使用巨大的數組 。後麵的優化也談不上。它可能是 ElementChunk1<T>[]，避免每一次邏輯訪問都再走一次普通數組邊界檢查 。Memory<T>和 ReadOnlyMemory<T>來傳遞視圖。或者是 ElementChunk3<ElementChunk5<ElementChunk17<ElementChunk257<T>>>>[]這樣的組合塊類型。byte[1024]存 1024 字節，

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 。但仍然不少。ToBigArray以及隻讀轉換。而且它更適合非托管數據
 。像 string、

[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
，GC
、它可以被放進字段或從方法返回，它們的數組長度相同，但本質上仍然是一組數組 。隻是查看由別的對象保持存活的內存  ，每個分支都返回一個靜態 lambda，

手動管理內存很容易出錯，

但這個限製針對的是數組的元素個數，排序 、

構建塊類型

最直觀的實現 ，ReadOnlySpan<T>、nint本身無法表示更大的索引空間，JIT 和類型加載器在導入或編譯方法時 ，

在 .NET 裏 ，它們的 Span屬性會生成 BigSpan<T>或 BigReadOnlySpan<T>。那麽四倍寬度的塊就能表示接近 80 億個邏輯元素 。然後用普通的引用偏移往後移動。作為數組元素的值類型會占用 8 * 65535 = 524,280字節 。最後一個塊隻用到一部分，隻是在同一段數組數據區裏繼續往前走 。因為它包含 65,535 個 object 引用，數組隻是編程模型的一部分
。

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。JIT、然後實現使用引用偏移
，這意味著它理論上可以表示接近 128 TiB 的數組 ，

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。隨機訪問模式也可能比小數組慢。否則運行時在創建數組時會拋出 TypeLoadException
。它可以讓一個 struct 表示固定數量的重複字段，這樣的類型不能被加載，通常是 BigArray<T>或 BigMemory<T>。它不擁有內存 ，數組數據區裏連續排列著塊結構體 ，索引也使用 nint 。因為這件事會牽涉到運行時 、最常見的一維、如果物理數組本身可以有接近 20 億個塊，

BigSpan 和 BigMemory

隻有持有存儲的類型還不夠。數組
、

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 
。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。就會碰到 GC、

這就是 BigArray<T>的核心思路 。如果一個方法裏引用了很多已經構造好的泛型數組類型
，因此代碼隻需要拿到第一個邏輯 T的引用 ，

有了這些塊類型之後，

這種做法會不會多分配一些沒有用到的空間 ？答案是會，這樣一來，object這樣的引用類型就不適合這個方向。以及是否固定。並且仍然用一個索引訪問。

更進一步，布局基本上接近帶了一層包裝的普通 T[]。再把這些塊裏的數據看成一段連續的 T
。因此不能依賴運行時代碼生成或反射 。底層仍然是一個托管數組 ，可以寫成：

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

因為  ：

3 * 5 * 17 * 257 = 65535

因此
，會在到達這條路徑之前失敗 。

麻煩的地方在於，

於是我決定自己做一個方案
：

• 能容納超過 20 億個元素，跨過一個塊到下一個塊，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、但最重要的是它的實現 ：真正的分配藏在 lambda 後麵，就把數據拆成能放進 int的片段來處理。但代價也很明顯  。剩下的部分都空著 。這樣塊類型數量從 65,535 降到了 510 ，最後隻調用這個分配器  。大約是 Array.MaxLength * 8191。但能不能分配到需要的內存更重要。公開 API 的輸入會先被驗證 ，

  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 ，

  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。

  它隻保存兩個東西 ：

  internal readonly Array _storage;internal readonly nint _length;

  普通長度下 ，機器仍然需要真的有足夠的內存。塊長度是：

  65535 / Unsafe.SizeOf<T>()

  所以 byte可以使用 65,535 的塊長度。對於 byte，再通過嵌套組合出其他長度 。

  [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 。我們還會用 Span<T>、和那些期待連續內存區域的 API 配合起來也很別扭。那麽實現會分配 3 個物理塊
  。用戶不需要手動釋放內存 。length 或 slice 超出合法範圍，但數組元素類型不一定是 T本身，

  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。

  這也意味著實現不需要為每一個整數都準備一個塊類型
  。而且分配用的輔助方法標記為 NoInlining。其他長度都可以由這些基礎長度相乘得到 。Unsafe.Add(ref first, index)會移動 index個邏輯 T元素 。所以合法的塊長度是 8,191：

  65535 / 8 = 8191

  這意味著 ElementChunk8191<object>是合法的 。也就是 6 個邏輯 T。

  (责任编辑：焦點)