Java压缩技术（四） GZIP——Java原生实现

Java压缩技术（四） GZIP——Java原生实现

博客分类：
• Java／Compression

Java IE OS XML EXT

趁着头脑清楚，抓紧时间继续整理！
熟悉linux的朋友可能都用过文件压缩命令，譬如最为简单的gzip命令。

相关链接：
Java压缩技术（一） ZLib
Java压缩技术（二） ZIP压缩——Java原生实现
Java压缩技术（三） ZIP解压缩——Java原生实现
Java压缩技术（四） GZIP——Java原生实现
Java压缩技术（五） GZIP相关——浏览器解析
Java压缩技术（六） BZIP2——Commons实现
Java压缩技术（七） TAR——Commons实现

GZIP常常用在linxu环境下，是一种非常简单的压缩算法。在Java实现API中，它仅仅包含两个实现类：GZIPInputStream和GZIPOutputStream。
GZIPOutputStream类用于压缩
GZIPInputStream类用于解压缩

先说压缩实现，GZIPOutputStream只有一个方法用于压缩，就是带定长的write方法。简单调用如下文所示：

/**
 * 数据压缩
 *
 * @param is
 * @param os
 * @throws Exception
 */
public static void compress(InputStream is, OutputStream os)
        throws Exception {

    GZIPOutputStream gos = new GZIPOutputStream(os);

    int count;
    byte data[] = new byte[BUFFER];
    while ((count = is.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
        gos.write(data, 0, count);
    }

    gos.finish();

    gos.flush();
    gos.close();
}

	/**
	 * 数据压缩
	 * 
	 * @param is
	 * @param os
	 * @throws Exception
	 */
	public static void compress(InputStream is, OutputStream os)
			throws Exception {

		GZIPOutputStream gos = new GZIPOutputStream(os);

		int count;
		byte data[] = new byte[BUFFER];
		while ((count = is.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
			gos.write(data, 0, count);
		}

		gos.finish();

		gos.flush();
		gos.close();
	}

记得完成操作后，调用finish方法和flush方法！

核心的压缩实现就这么多！

对于解压缩，GZIPInputStream也对应GZIPOutputStream提供了一个带定长的read方法。简单调用如下文所示：

/**
 * 数据解压缩
 *
 * @param is
 * @param os
 * @throws Exception
 */
public static void decompress(InputStream is, OutputStream os)
        throws Exception {

    GZIPInputStream gis = new GZIPInputStream(is);

    int count;
    byte data[] = new byte[BUFFER];
    while ((count = gis.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
        os.write(data, 0, count);
    }

    gis.close();
}

	/**
	 * 数据解压缩
	 * 
	 * @param is
	 * @param os
	 * @throws Exception
	 */
	public static void decompress(InputStream is, OutputStream os)
			throws Exception {

		GZIPInputStream gis = new GZIPInputStream(is);

		int count;
		byte data[] = new byte[BUFFER];
		while ((count = gis.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
			os.write(data, 0, count);
		}

		gis.close();
	}

就这么简单！ 核心内容完毕！

顺便补充一下，在liunx下操作gzip命令

gzip file用于压缩，如 gzip a.txt将得到文件 a.txt.gz， 同时删除文件a.txt!。
gzip -d file.gz用于解压缩，如 gzip -d a.txt.gz将得到文件 a.txt， 同时删除文件a.txt.gz!。

根据这些特性，我补充了相应的文件操作实现，详见下文！

完整实现：

/**
 * 2010-4-13
 */
package org.zlex.commons.io;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.zip.GZIPInputStream;
import java.util.zip.GZIPOutputStream;

/**
 * GZIP工具
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">梁栋</a>
 * @since 1.0
 */
public abstract class GZipUtils {

    public static final int BUFFER = 1024;
    public static final String EXT = ".gz";

    /**
     * 数据压缩
     *
     * @param data
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] compress(byte[] data) throws Exception {
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data);
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        // 压缩
        compress(bais, baos);

        byte[] output = baos.toByteArray();

        baos.flush();
        baos.close();

        bais.close();

        return output;
    }

    /**
     * 文件压缩
     *
     * @param file
     * @throws Exception
     */
    public static void compress(File file) throws Exception {
        compress(file, true);
    }

    /**
     * 文件压缩
     *
     * @param file
     * @param delete
     *            是否删除原始文件
     * @throws Exception
     */
    public static void compress(File file, boolean delete) throws Exception {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file.getPath() + EXT);

        compress(fis, fos);

        fis.close();
        fos.flush();
        fos.close();

        if (delete) {
            file.delete();
        }
    }

    /**
     * 数据压缩
     *
     * @param is
     * @param os
     * @throws Exception
     */
    public static void compress(InputStream is, OutputStream os)
            throws Exception {

        GZIPOutputStream gos = new GZIPOutputStream(os);

        int count;
        byte data[] = new byte[BUFFER];
        while ((count = is.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
            gos.write(data, 0, count);
        }

        gos.finish();

        gos.flush();
        gos.close();
    }

    /**
     * 文件压缩
     *
     * @param path
     * @throws Exception
     */
    public static void compress(String path) throws Exception {
        compress(path, true);
    }

    /**
     * 文件压缩
     *
     * @param path
     * @param delete
     *            是否删除原始文件
     * @throws Exception
     */
    public static void compress(String path, boolean delete) throws Exception {
        File file = new File(path);
        compress(file, delete);
    }

    /**
     * 数据解压缩
     *
     * @param data
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decompress(byte[] data) throws Exception {
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data);
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        // 解压缩

        decompress(bais, baos);

        data = baos.toByteArray();

        baos.flush();
        baos.close();

        bais.close();

        return data;
    }

    /**
     * 文件解压缩
     *
     * @param file
     * @throws Exception
     */
    public static void decompress(File file) throws Exception {
        decompress(file, true);
    }

    /**
     * 文件解压缩
     *
     * @param file
     * @param delete
     *            是否删除原始文件
     * @throws Exception
     */
    public static void decompress(File file, boolean delete) throws Exception {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file.getPath().replace(EXT,
                ""));
        decompress(fis, fos);
        fis.close();
        fos.flush();
        fos.close();

        if (delete) {
            file.delete();
        }
    }

    /**
     * 数据解压缩
     *
     * @param is
     * @param os
     * @throws Exception
     */
    public static void decompress(InputStream is, OutputStream os)
            throws Exception {

        GZIPInputStream gis = new GZIPInputStream(is);

        int count;
        byte data[] = new byte[BUFFER];
        while ((count = gis.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
            os.write(data, 0, count);
        }

        gis.close();
    }

    /**
     * 文件解压缩
     *
     * @param path
     * @throws Exception
     */
    public static void decompress(String path) throws Exception {
        decompress(path, true);
    }

    /**
     * 文件解压缩
     *
     * @param path
     * @param delete
     *            是否删除原始文件
     * @throws Exception
     */
    public static void decompress(String path, boolean delete) throws Exception {
        File file = new File(path);
        decompress(file, delete);
    }

}

/**
 * 2010-4-13
 */
package org.zlex.commons.io;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.zip.GZIPInputStream;
import java.util.zip.GZIPOutputStream;

/**
 * GZIP工具
 * 
 * @author <a href="mailto:[email protected]">梁栋</a>
 * @since 1.0
 */
public abstract class GZipUtils {

	public static final int BUFFER = 1024;
	public static final String EXT = ".gz";

	/**
	 * 数据压缩
	 * 
	 * @param data
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] compress(byte[] data) throws Exception {
		ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data);
		ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

		// 压缩
		compress(bais, baos);

		byte[] output = baos.toByteArray();

		baos.flush();
		baos.close();

		bais.close();

		return output;
	}

	/**
	 * 文件压缩
	 * 
	 * @param file
	 * @throws Exception
	 */
	public static void compress(File file) throws Exception {
		compress(file, true);
	}

	/**
	 * 文件压缩
	 * 
	 * @param file
	 * @param delete
	 *            是否删除原始文件
	 * @throws Exception
	 */
	public static void compress(File file, boolean delete) throws Exception {
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file.getPath() + EXT);

		compress(fis, fos);

		fis.close();
		fos.flush();
		fos.close();

		if (delete) {
			file.delete();
		}
	}

	/**
	 * 数据压缩
	 * 
	 * @param is
	 * @param os
	 * @throws Exception
	 */
	public static void compress(InputStream is, OutputStream os)
			throws Exception {

		GZIPOutputStream gos = new GZIPOutputStream(os);

		int count;
		byte data[] = new byte[BUFFER];
		while ((count = is.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
			gos.write(data, 0, count);
		}

		gos.finish();

		gos.flush();
		gos.close();
	}

	/**
	 * 文件压缩
	 * 
	 * @param path
	 * @throws Exception
	 */
	public static void compress(String path) throws Exception {
		compress(path, true);
	}

	/**
	 * 文件压缩
	 * 
	 * @param path
	 * @param delete
	 *            是否删除原始文件
	 * @throws Exception
	 */
	public static void compress(String path, boolean delete) throws Exception {
		File file = new File(path);
		compress(file, delete);
	}

	/**
	 * 数据解压缩
	 * 
	 * @param data
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decompress(byte[] data) throws Exception {
		ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data);
		ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

		// 解压缩

		decompress(bais, baos);

		data = baos.toByteArray();

		baos.flush();
		baos.close();

		bais.close();

		return data;
	}

	/**
	 * 文件解压缩
	 * 
	 * @param file
	 * @throws Exception
	 */
	public static void decompress(File file) throws Exception {
		decompress(file, true);
	}

	/**
	 * 文件解压缩
	 * 
	 * @param file
	 * @param delete
	 *            是否删除原始文件
	 * @throws Exception
	 */
	public static void decompress(File file, boolean delete) throws Exception {
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file.getPath().replace(EXT,
				""));
		decompress(fis, fos);
		fis.close();
		fos.flush();
		fos.close();

		if (delete) {
			file.delete();
		}
	}

	/**
	 * 数据解压缩
	 * 
	 * @param is
	 * @param os
	 * @throws Exception
	 */
	public static void decompress(InputStream is, OutputStream os)
			throws Exception {

		GZIPInputStream gis = new GZIPInputStream(is);

		int count;
		byte data[] = new byte[BUFFER];
		while ((count = gis.read(data, 0, BUFFER)) != -1) {
			os.write(data, 0, count);
		}

		gis.close();
	}

	/**
	 * 文件解压缩
	 * 
	 * @param path
	 * @throws Exception
	 */
	public static void decompress(String path) throws Exception {
		decompress(path, true);
	}

	/**
	 * 文件解压缩
	 * 
	 * @param path
	 * @param delete
	 *            是否删除原始文件
	 * @throws Exception
	 */
	public static void decompress(String path, boolean delete) throws Exception {
		File file = new File(path);
		decompress(file, delete);
	}

}

罗嗦了半天，到底行不行？
来个测试用例，测试用例如下所示：

/**
 * 2010-4-13
 */
package org.zlex.commons.compress.compress;

import static org.junit.Assert.assertEquals;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;

import org.junit.Test;

/**
 * @author <a href="mailto:[email protected]">梁栋</a>
 * @since 1.0
 */
public class GZipUtilsTest {

    private String inputStr = "[email protected],[email protected],[email protected]";

    @Test
    public final void testDataCompress() throws Exception {

        System.err.println("原文:\t" + inputStr);

        byte[] input = inputStr.getBytes();
        System.err.println("长度:\t" + input.length);

        byte[] data = GZipUtils.compress(input);
        System.err.println("压缩后:\t");
        System.err.println("长度:\t" + data.length);

        byte[] output = GZipUtils.decompress(data);
        String outputStr = new String(output);
        System.err.println("解压缩后:\t" + outputStr);
        System.err.println("长度:\t" + output.length);

        assertEquals(inputStr, outputStr);

    }

    @Test
    public final void testFileCompress() throws Exception {

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/f.txt");

        fos.write(inputStr.getBytes());
        fos.flush();
        fos.close();

        GZipUtils.compress("d:/f.txt", false);

        GZipUtils.decompress("d:/f.txt.gz", false);

        File file = new File("d:/f.txt");

        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

        DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);

        byte[] data = new byte[(int) file.length()];
        dis.readFully(data);

        fis.close();

        String outputStr = new String(data);
        assertEquals(inputStr, outputStr);
    }
}

/**
 * 2010-4-13
 */
package org.zlex.commons.compress.compress;

import static org.junit.Assert.assertEquals;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;

import org.junit.Test;

/**
 * @author <a href="mailto:[email protected]">梁栋</a>
 * @since 1.0
 */
public class GZipUtilsTest {

	private String inputStr = "[email protected],[email protected],[email protected]";

	@Test
	public final void testDataCompress() throws Exception {

		System.err.println("原文:\t" + inputStr);

		byte[] input = inputStr.getBytes();
		System.err.println("长度:\t" + input.length);

		byte[] data = GZipUtils.compress(input);
		System.err.println("压缩后:\t");
		System.err.println("长度:\t" + data.length);

		byte[] output = GZipUtils.decompress(data);
		String outputStr = new String(output);
		System.err.println("解压缩后:\t" + outputStr);
		System.err.println("长度:\t" + output.length);

		assertEquals(inputStr, outputStr);

	}

	@Test
	public final void testFileCompress() throws Exception {

		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/f.txt");

		fos.write(inputStr.getBytes());
		fos.flush();
		fos.close();

		GZipUtils.compress("d:/f.txt", false);

		GZipUtils.decompress("d:/f.txt.gz", false);

		File file = new File("d:/f.txt");

		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

		DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);

		byte[] data = new byte[(int) file.length()];
		dis.readFully(data);

		fis.close();

		String outputStr = new String(data);
		assertEquals(inputStr, outputStr);
	}
}

结果如何？
先看testDataCompress()方法控制台输出结果。
控制台输出如下：

引用

原文: [email protected],[email protected],[email protected]
长度: 52
压缩后:
长度: 45
解压缩后: [email protected],[email protected],[email protected]
长度: 52

这里使用英文字符做测试，当输入字符串的字节数大于50左右时，压缩效果明显；如果这里使用中文压缩，可能当压缩上千字节时方能体现出压缩效果！
对于文件操作，朋友们可以自行实验，我代码里的实现是按照gzip命令来的！
举例来说：
压缩时，将文件a.txt压缩为a.txt.gz，同时删除文件a.txt。
解压缩时，将文件a.txt.gz解压缩为a.txt，同时删除文件a.txt.gz。

注意执行testFileCompress方法，查看产生的文件！ 你大可以放到linux上去做验证！

commons也提供了GZIP算法的实现，甚至更多种压缩算法（tar、bzip2等）的实现，有机会我将继续整理！