获取托管堆上值类型的可随GC移动更新的8字节引用

假设托管堆中已有作为类或数组一部分的值类型实例，可通过以下代码获取引用数组某元素的Memory<int>实例：

Memory<int> memory = new(array, 42, 1);

该方案可行，但x86_64平台下Memory<T>结构体占16字节。现需实现**仅用8字节（对应平台IntPtr大小）**达成相同目标，同时满足以下限制：

• 非托管指针不可行，因GC运行时可能移动数组；
• 无法为数组特定元素创建GCHandle，也找不到将数组中值类型转为可通过Unsafe.Unbox<>()拆箱的装箱对象的方法；
• 长期存储固定GCHandle会阻碍GC运行（可能贯穿应用生命周期），不考虑；
• 尽量避免分配到非托管堆，减少unsafe代码，优先安全C#代码；
• 不接受将数组元素改为装箱对象的workaround（会失去数组线性特性）；
• ref struct无法满足需求，因最终需存储到堆上。

背景：现有复杂类型内部存储其他复杂类型的集合或值，存在循环引用，当前用类实现，希望尽可能改用结构体以作为类的一部分存储而非引用。示例代码如下：

class Top
{
    public Top(Foo foo, Bar bar)
    {
        Foo = foo;
        Bar = bar;
        foo.Bar = Bar;
        Bar.Foo = Foo;
    }
    public Foo Foo;
    public Bar Bar;
}
class Foo(Bar bar)
{
    public Bar Bar = bar;
}
class Bar(Foo foo)
{
    public Foo Foo = foo;
}

目前不存在仅用8字节就能安全实现该目标的方案，核心原因如下：

1. GC移动的本质限制：托管堆中的数组会被GC移动位置，要稳定引用数组内的元素，必须同时持有数组的根引用和元素的偏移量——这两个信息在x86_64平台下正好需要16字节（IntPtr类型的数组引用 + nint类型的偏移量），和Memory<T>的内部结构完全一致，无法压缩到8字节。
2. 托管堆无特殊对象支持：托管堆中不存在永不移动且不阻碍GC的对象，任何通过GCHandleType.Pinned固定的对象都会让GC无法压缩对应内存区域，长期持有必然影响GC性能。
3. 值类型装箱的局限性：数组中的值类型无法单独装箱（装箱操作会生成独立的堆对象，和原数组元素无关联），无法通过Unsafe.Unbox<>()关联回原数组元素。

若必须追求8字节存储，唯一路径是使用非托管堆分配，但这会大幅增加复杂度，需要手动管理内存生命周期，且必须配合大量unsafe代码，不符合优先安全C#代码的需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者patvax