《从零开始搭建游戏服务器》 网络数据压缩——Zlib算法

前言：

关于压缩算法，其实有不少，例如：ZIP、RAR和bzip2等，这里我们举例使用的Zlib相较于前者都要简单一些，与ZIP、RAR等归档算法不同，它与bzip2更为接近。那么，下面我们就来尝试一下Zlip在C#和Java中的实现和数据交互：C#中加密Java中解密；又或者是Java中加密C#中解密，这也体现了Zlib的跨平台特性。

C#方面：

通常是指客户端，例如Unity中，可以使用此压缩方法来压缩网络通信的字节数据，服务器接收到数据之后再进行解压，这样可以节约网络通信的流量损耗。

1.下载：

其实很简单，直接查找第三方类库DotNetZipLib-DevKit-v1.9，下载其中的Ionic.Zip.dll库文件，其目录为DotNetZipLib-DevKit-v1.9\zip-v1.9\Release\Ionic.Zip.dll，然后引入到项目中，其实也可以单独下载.net版本的Zlib库文件，这里使用到Ionic.Zip库是因为其中继承了几种压缩算法，为了方便后续使用，导入到应用项目中，可以查看其结构目录：

Ionic.Zip--Ionic--Ionic.BZip2--Ionic.Crc--Ionic.Zip--Ionic.Zlib

这里我们使用到的就是Ionic.Zlib这种压缩算法，这里我们以压缩byte[]为例，具体的压缩和解压步骤：

//引入库using Ionic.Zlib;

2.压缩：

//压缩字节数组byte[] newData = ZlibStream.CompressBuffer(oldData);

3.解压：

//解压byte[] oldData = ZlibStream.UncompressBuffer(newData);

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Java版的Zlib：

通常是指服务器，在JDK中的java.util.zip中就包含了内置的Zlib实现，我们只需要做简单的封装即可实现压缩和解压的功能，这里我们封装一下压缩和解压byte[]字节数组的方法在工具类 ZlibUtil 中：

1.压缩：

    /**     * 压缩     * @param data 待压缩数据     * @return byte[] 压缩后的数据     */    public static byte[] compress(byte[] data) {          byte[] output = new byte[0];          Deflater compresser = new Deflater();          compresser.reset();          compresser.setInput(data);          compresser.finish();          ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(data.length);          try {              byte[] buf = new byte[1024];              while (!compresser.finished()) {                  int i = compresser.deflate(buf);                  bos.write(buf, 0, i);              }              output = bos.toByteArray();          } catch (Exception e) {              output = data;              e.printStackTrace();          } finally {              try {                  bos.close();              } catch (IOException e) {                  e.printStackTrace();              }          }          compresser.end();          return output;      }  

2.解压：

    /**      * 解压     * @param data      待压缩的数据      * @return byte[]   解压缩后的数据      */      public static byte[] decompress(byte[] data) {          byte[] output = new byte[0];          Inflater decompresser = new Inflater();          decompresser.reset();          decompresser.setInput(data);          ByteArrayOutputStream o = new ByteArrayOutputStream(data.length);          try {              byte[] buf = new byte[1024];              while (!decompresser.finished()) {                  int i = decompresser.inflate(buf);                  o.write(buf, 0, i);              }              output = o.toByteArray();          } catch (Exception e) {              output = data;              e.printStackTrace();          } finally {              try {                  o.close();              } catch (IOException e) {                  e.printStackTrace();              }          }          decompresser.end();          return output;      }

3.测试：

        System.err.println("字节压缩／解压缩测试");          String inputStr = "linshuhe.tech;linshuhe.tech;linshuhe.tech;linshuhe.tech;";          System.err.println("输入字符串:\t" + inputStr);          byte[] input = inputStr.getBytes();          System.err.println("输入字节长度:\t" + input.length);        byte[] data = ZlibUtil.compress(input);          System.err.println("压缩后字节长度:\t" + data.length);        byte[] output = ZlibUtil.decompress(data);          System.err.println("解压缩后字节长度:\t" + output.length);          String outputStr = new String(output);          System.err.println("输出字符串:\t" + outputStr);

运行代码输出的测试结果如下：

字节压缩／解压缩测试输入字符串:  linshuhe.tech;linshuhe.tech;linshuhe.tech;linshuhe.tech;输入字节长度: 56压缩后字节长度:    25解压缩后字节长度:   56输出字符串:  linshuhe.tech;linshuhe.tech;linshuhe.tech;linshuhe.tech;

题外话：

Java中除了Zlib这种简单的压缩算法之外，还有其他几种常用的较复杂的压缩算法：

名称 实现方式 性能 JDK GZIP java.util.zip.GZIPInputStream/GZIPOutputStream便可实现 压缩比高，速度慢，压缩后的数据适合长期使用 JDK deflate java.util.zip.DeflaterOutputStream/InflaterInputStream可实现 可指定算法的压缩级别，0（不压缩）、1（快速压缩）到9（慢速压缩） LZ4压缩算法 https://github.com/lz4/lz4/，https://github.com/Cyan4973/lz4.git，https://github.com/lz4/lz4.git 对比几种压缩算法里面压缩速度最快的 Snappy Google开发的 速度和压缩比都相对较优

速度对比结果：
Snappy要慢于LZ4(快速压缩)，并且压缩后的文件要更大。相反，LZ4（高压缩比）要慢于级别1到4的deflate，而输出文件的大小即便和级别1的deflate相比也要大上不少。因此如果需要进行“实时压缩”的话我肯定会在LZ4(快速)的JNI实现或者是级别1的deflate中进行选择。当然如果你的公司不允许使用第三方库的话你也只能使用deflate了。

更多关于Zlib的内容参考：Zlib官网

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参考资料：

• Zlib.net 解压压缩 数据流 对应java 使用
• Java压缩技术（一） ZLib