内存压缩算法——LZ4

LZ4 是由 Yann Collet 开发的一种追求极致压缩与解压速度的压缩算法,Yann Collet 还开发了另外一个近年大热的 zstd 压缩算法。zstd 现在属于 Facebook 的开源项目。

在当前的安卓和苹果操作系统中,内存压缩技术就使用的是lz4算法,及时压缩手机内存以带来更多的内存空间。本质上是时间换空间。

专业术语解释

为了行文方便,统一对英文术语做如下翻译:

Magic Number:文件标识符(魔幻数)
F. Descriptor:文件描述符
Block:数据块
EndMark:结束符
C. Checksum:校验字

LZ4也和LZ系列的算法一样,可以在压缩和解压缩的时候,双方根据压缩或者解压过程与数据生成一致的字典,然后对于匹配上的前面出现过的数据,采用偏移量与匹配长度来记录,代替原始数据,已达到压缩数据的效果。

LZ4无损压缩算法并不追求压缩率,在通常情况下,比LZW的压缩率要低,压缩效果要差一些。LZ4算法的主要优势在于压缩与解压的效率高,压缩特别是解压非常快,对于CPU占用少。网上有一些测试显示数据LZ4的解压速度,几乎接近内存拷贝memcpy的三分之一,这个就非常恐怖了。

另外LZ4的解压过程,只需要一块大于存放目标数据的内存(也不需要解压后完整的数据大小,只需要大于偏移量最大指示的大小的内存即可,默认16bit的偏移量为64KB),并不需要额外的内存用来存放字典或者其他数据表,对于内存受限的嵌入式系统也很适用。

LZ4使用哈希表来查找匹配字符串

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