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基于deflate的压缩算法,参考了zip(主要是想尝试下自己写个压缩工具) travis-ci.org

参考文章

参数

  • 使用参数 -d(true/false) true 表示解压 false 表示压缩
  • -source=file 被压缩或者是被解压的文件名
  • -dest=file 压缩后或者是解压后的文件名

2018-06-11 demo版

  • 把huffman算法基本完成了,但是压缩了不是很高,简单看下问题,是因为序列化huffman树的占用了很大的空间 这里有很大的优化空间(毕竟这只是算法的一部分)
  • 对于中文的压缩率没有英文高 因为这个是基于字节去建立huffman树的 中文编码中的byte分母要比英文大很多
  • 顺手修复了最后一位信息错误的bug

2018-06-14 提交

  • 到现在为止增加了lz77算法 把huffman树转成了deflate树
  • deflate树信息转字节流和反转基本跑通测试了
  • todo distance树好了 literal/length树还没好 但基本上也就是时间问题啦
  • 增加了几个测试用例
  • 添加对字节流的编解码

2018-06-17 version 1.0.0

  • 基本算是一个阶段了 distance树也好了 基本按照先lz77算法,然后按照deflate算法进行压缩了

2018-06-19

  • 增加了多线程压缩和解压 减少了压缩耗时

2018-06-22

  • 优化内存消耗
  • 优化了一波压缩耗时 现在在同等条件下压缩时间是rar的一半 但是压缩效率和内存没有rar做的好

部分压缩率测试对比(my1 是经过一版优化之后的数据)

测试平台:windows cpu:i5-4590 3.30GHz version:go1.10

1406967k 电影文件 重复率很低 压缩率基本差不多(也试了下歌曲 压缩率也很低)

压缩方式 压缩后大小(单位:k) 压缩比率(压缩后/压缩前) 压缩耗时(ms) 解压耗时(ms) 内存(M)
zip 1403910 99.7827 35370 10020 10
rar 1406345 99.9557 102910 16800 105
my 1405906 99.9245 很久就是了 很久就是了 2300
my1 1405664 99.9245 129335 65219 2300
my2 1405664 99.9245 110115 xxx 2300
my3 1405664 99.9245 100654 40073 250
my4 1405664 99.9245 52191 27901 250

rar的内存占用一直稳定在100m左右,而zip则只占用了10m,好厉害!我的内存在2g左右(已经优化到250m左右),差距不是一般的大。 综合看下来zip除了在压缩效率方面比rar稍微差了点,在时间和内存消耗方面都优于rar,感觉zip要好一些。 当然最后的使用还是看具体的需求了。

111632 k 一个测试文件 信息熵较小 重复信息较多

压缩方式 压缩后大小(单位:k) 压缩比率(压缩后/压缩前) 压缩耗时(ms) 解压耗时(ms)
zip 22920 20.5317 待测 待测
rar 16325 14.6239 待测 待测
my 29726 26.6285 没测 没测
my1 26989 24.1767 2596 1395
my4 27565 24.6927 1347 625

需要优化的地方

  • 对CL(Code Length)还没有进行压缩(这部分需要对huffman树进行剪枝 暂时先不做了)
  • 目前对一个被压缩对象小于2个重复字段的压缩会出现bug

已经优化好

  • 大文件压缩肯定还是有问题的 目前的做法是直接把全部文件内容读入内存中(优化:把文件分成很多小块进行压缩, 块大小可以配置,配置参数是LZ77_ChunkSize,解压的时候再逐块解压然后在组装)
  • 压缩时间消耗很长 (优化:采用多协程压缩,因为把文件分块了,所以按照每个块一个协程进行压缩协程任务之间是没有竞争的, 不会因为锁竞争导致效率降低)
  • 运行内存消耗过大(优化:之前那一版是一个块一个协程,在文件很大的时候会占用很多的内存,然后我又思考了一下, 协程是在线程上面进行了一层封装,所以在不改进算法的前提下影响压缩时间的本质还是cpu个数。假设cpu的个数为n, 在设置runtime.GOMAXPROCS(n)之后,启动100个协程和n个协程进行压缩时间是差不多的,n个协程还能节约部分系统协程调度的开销(测试 下来在压缩1.4g电影文件的时候时间消耗减少了10s,这个算是意外之喜吧!), 开启100个协程还有更多的内存开销(这里指的是在压缩文件过程中所消耗的内存),所以我改进的方法就是只创建n个协程和一个调度器协程, 这几个协程去调度器里申请需要的信息进行压缩 改进过后再压缩大文件的时候内存显著降低。)

其他优化

  • 把原码与huffman编码的映射由map改成了数组下标索引,在这个算法里原码的值都在300以内, 所以不需要很大的数组,也不会造成空间浪费。在压缩1.4g电影文件的时候 能节约20s左右的时间

分块压缩块的大小(LZ77_ChunkSize)对压缩效率有一定的影响 需要取一个适当的值 目前取得是5M 没有进行很深的研究

####TODO

  • 完善测试用例
  • 支持现在的zip
  • 支持压缩文件夹
  • 完善ci

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