java 数据压缩（一）

1、GZIP压缩格式简介
　　
　　在JDK API中，同样定义了多种类型用于创建和解除GZIP压缩格式数据文件的通用对象和方法，用于基于JDK编写GZIP压缩数据管理程序。
　　
　 　GZIP压缩格式是在Sun Solaris操作系统中广泛采用的压缩数据格式。由于在数据压缩过程中可以采用多种类型的压缩算法，因此，压缩文件的压缩比很高。另外，在创建的压缩文 件中，定义了用于表述时间和文件属主的时戳（Time Stamp），可以使文件方便地在网络中传输和交换。
　　
　　GZIP压缩数据文件由一系列的数字构成，而各数字对应如下描述压缩文件信息的字段：
　　
　　ID1：缺省值31，用于标识GZIP压缩格式；
　　
　　ID2：缺省值139，用于标识GZIP压缩格式；
　　
　　CM：采用的压缩方法，其值为0～7是保留值，8标识采用“deflate”压缩方法；
　　
　　FLG：用于标识各占用位的标志；
　　
　　MTIME：记录了最近修改时间；
　　
　　XFL：用于标识采用压缩算法的选项；
　　
　　OS：定义了操作系统类型；
　　
　　XLEN：定义了附加信息段的长度；
　　
　　COMM：压缩文件说明信息；
　　
　　CRC32：记录了CRC32算法采用的循环冗余校验值。
　　
　　上述信息完整描述了GZIP压缩格式数据。当然，基于JDK开发的压缩数据管理程序，不需要明确知道上述压缩数据定义格式，只需要创建相应的管理对象并调用这些对象中定义的方法即可。
　　
　　2、JDK API中ZIP压缩格式支持对象
　　
　　GZIP压缩格式是在JDK API中定义支持的另外一种数据压缩格式。由上面介绍的GZIP格式数据压缩方法可知：GZIP压缩格式具有更大的压缩比，因此，在Unix操作系统中，这种类型的数据压缩形式的应用十分普及。
　　
　　与JDK API对ZIP压缩格式的支持不同，在JDK API中，只定义了GZIPInputStream和GZIPOutputStream两种类型的流（Stream）对象，用于在基于流的数据传输过程中实现数据压缩。这两个对象的继承定义结构如下所示：
　　
　　
　　
　　java.lang.Object
　　
　　|
　　
　　+--java.io.InputStream
　　
　　|
　　
　　+--java.io.FilterInputStream
　　
　　|
　　
　　+--java.util.zip.InflaterInputStream
　　
　　|
　　
　　+--java.util.zip.GZIPInputStream（java.util.zip.GZIPOutputStream）
　　
　　
　　
　 　以采用GZIP格式进行数据输入处理GZIPInputStream对象为例，由上述对象的继承定义结构可以看出：该对象继承了 InflaterInputStream流对象。需要说明的是：在ZIP压缩包中，定义了Inflater和Deflater两个对象，用于基于ZLIB 压缩库实现多种格式的数据压缩和解压缩。因此，InflaterInputStream流对象的作用是采用ZLIB库作为数据压缩管理的引擎，而 GZIPInputStream对象则进一步将流的数据加工进行细化，用于读取GZIP格式的压缩数据，同理，GZIPOutputStream对象用于 创建GZIP格式的压缩数据文件。下面，将对两个对象的定义内容进行说明：
　　
　　●GZIPInputStream
　　
　　对象定义结构：
　　
　　java.util.zip.GZIPInputStream
　　
　　静态成员变量：
　　
　　protected CRC32 crc：用于说明采用的数据压缩算法为CRC-32；
　　
　　protected boolean eos：说明输入流对象结束读取输入数据；
　　
　　构造方法：
　　
　　GZIPInputStream(InputStream in)：采用默认的缓冲区字节数创建输入流对象；
　　
　　GZIPInputStream(InputStream in, int size)：创建由整数类型变量size指定缓冲区字节数的输入流对象；
　　
　　成员方法：
　　
　　该对象只定义了如下两个成员方法：
　　
　　void close()：关闭输入流对象；
　　
　　int read(byte[] buf, int off, int len)：读取输入流的数据到buf字节数组中。
　　
　　●GZIPOutputStream
　　
　　对象定义结构：
　　
　　java.util.zip.GZIPOutputStream
　　
　　静态成员变量：
　　
　　protected CRC32 crc：用于说明采用的数据压缩算法为CRC-32；
　　
　　构造方法：
　　
　　GZIPOutputStream(OutputStream out)：采用默认的缓冲区字节数创建输出流对象；
　　
　　GZIPOutputStream(OutputStream out, int size)：创建由整数类型变量size指定缓冲区字节数的输出流对象；
　　
　　成员方法：
　　
　　void close()：关闭输出流对象；
　　
　　void finish()：结束数据输出，但不关闭输出流对象；
　　
　　void write(byte[] buf, int off, int len)：将字节数组buf中的内容压缩输出到输出流对象中。
　　
　　3、 创建GZIP压缩格式文件实例
　　
　　经过前面对JDK API中创建GZIP压缩格式文件的相关对象的结构、成员方法定义形式的说明，读者一定会问如何应用这些对象和对象中定义的成员方法呢？请读者看下面的实例代码：
　　
　　
　　
　　//ZipDemo.java
　　
　　import java.io.*;
　　
　　import java.util.zip.*;
　　
　　public class GZIPDemo
　　
　　{
　　
　　public static void main(String[] args)
　　
　　{
　　
　　if (args.length !=2)
　　
　　{
　　
　　System.out.println("Usage:java GZIPDemo SourceFile DestnFile" + args.length);
　　
　　System.exit(1);
　　
　　}
　　
　　try
　　
　　{
　　
　　int number;
　　
　　//打开需压缩文件作为文件输入流
　　
　　FileInputStream fin = new FileInputStream(args[0]);
　　
　　//建立压缩文件输出流
　　
　　FileOutputStream fout=new FileOutputStream(args[1]);
　　
　　//建立GZIP压缩输出流
　　
　　GZIPOutputStream gzout=new GZIPOutputStream(fout);
　　
　　//设定读入缓冲区尺寸
　　
　　byte[] buf=new byte[1024];
　　
　　while ((number = fin.read(buf)) != -1)
　　
　　gzout.write(buf,0,number);
　　
　　gzout.close();
　　
　　fout.close();
　　
　　fin.close();
　　
　　}
　　
　　catch(IOException e)
　　
　　{
　　
　　System.out.println(e);
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　
　　
　　上面的程序用于将命令行中指定的文件SourceFile进行压缩，创建GZIP格式的压缩文件DestnFile。
　　
　 　在该程序的实现代码中，首先创建用于进行文件输入和输出的FileInputStream和FileOutputStream对象，并以 FileOutputStream对象实例为参数创建GZIPOutputStream对象实例，从而为创建GZIP格式压缩文件建立数据流基础。
　　
　　在随后的代码中，利用FileInputStream对象中定义的read方法，从源文件中读取待压缩文件的内容，同时利用GZIPOutputStream对象中定义的write方法将压缩后的数据写出到输出文件中，从而实现数据文件的GZIP格式压缩处理。
　　
　　在Java中创建GZIP格式压缩文件的方法很简单，并且利用WinZip、WinRAR等类型的压缩管理软件均能够打开创建的GZIP格式的压缩文件。那么，如何利用JDK API中定义的对象将被压缩的文件解压缩呢？请读者看下一节的内容。
　　
　　4、GZIP格式文件解压缩实例
　　
　　下面的程序用于将利用JDK API中定义对象的成员方法，将GZIP格式压缩文件进行解压缩，从而恢复压缩原始文件：
　　
　　
　　
　　//UnGZIPDemo.java
　　
　　import java.io.*;
　　
　　import java.util.zip.*;
　　
　　public class UnGZIPDemo
　　
　　{
　　
　　public static void main(String[] args)
　　
　　{
　　
　　if (args.length !=2)
　　
　　{
　　
　　System.out.println("Usage:java UnGZIPDemo GZIPFile DestnFile");
　　
　　System.exit(1);
　　
　　}
　　
　　try
　　
　　{
　　
　　int number;
　　
　　//建立GZIP压缩文件输入流
　　
　　FileInputStream fin=new FileInputStream(args[0]);
　　
　　//建立GZIP解压工作流
　　
　　GZIPInputStream gzin=new GZIPInputStream(fin);
　　
　　//建立解压文件输出流
　　
　　FileOutputStream fout=new FileOutputStream(args[1]);
　　
　　//设定读入缓冲区尺寸
　　
　　byte[] buf=new byte[1024];
　　
　　while ((nnumber=gzin.read(buf,0,buf.length)) != -1)
　　
　　fout.write(buf,0,nnumber);
　　
　　gzin.close();
　　
　　fout.close();
　　
　　fin.close();
　　
　　}
　　
　　catch(IOException e)
　　
　　{
　　
　　System.out.println(e);
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　
　　
　 　在GZIP格式压缩文件解压缩程序代码中，仍然首先创建FileInputStream和FileOutputStream对象，并基于创建的 FileInputStream对象创建GZIPInputStream对象。在随后的代码中，调用GZIPInputStream对象中定义的read 方法，在从压缩文件中读取数据内容并进行解压缩处理后，将解除压缩后的数据内容利用文件输出流对象进行输出，从而实现数据文件的解压缩处理。