基本介紹
- 中文名：zlib
- 外文名：zlib
- 定義：提供數據壓縮用的函式館
- 開發：Jean-loup Gailly與Mark Adler
特性,數據頭(header),算法,使用資源,策略,錯誤處理,數據長度,業界套用,使用範例,zlib許可,
特性
數據頭(header)
zlib能使用一個gzip數據頭，zlib數據頭或者不使用數據頭壓縮數據。
gzip數據頭比zlib數據頭要大，因為它保存了檔案名稱和其他檔案系統信息，事實上這是廣泛使用的gzip檔案的數據頭格式。注意zlib函式庫本身不能創建一個gzip檔案，但是它相當輕鬆的通過把壓縮數據寫入到一個有gzip檔案頭的檔案中。
算法
目前zlib僅支持一個LZ77的變種算法，DEFLATE的算法。
這個算法使用很少的系統資源，對各種數據提供很好的壓縮效果。這也是在ZIP檔案中無一例外的使用這個算法。（儘管zip檔案格式也支持幾種其他的算法）。
看起來zlib格式將不會被擴展使用任何其他算法，儘管數據頭可以有這種可能性。
使用資源
函式館提供了對處理器和記憶體使用控制的能力
不同的壓縮級別數值可以指示不同的壓縮執行速度。
還有記憶體控制管理的功能。這在一些諸如嵌入式系統這樣記憶體有限制的環境中是有用的。
策略
壓縮可以針對特定類型的數據進行最佳化
如果你總是使用zlib庫壓縮壓縮特定類型的數據，那么可以使用有針對性的策略可以提高壓縮效率和性能。例如，如果你的數據包含很長的重複數據，那么可以用RLE（運行長度編碼）策略，可能會有更好的結果。
對於一般的數據，默認的策略是首選。
錯誤處理
錯誤可以被發現和跳過
數據混亂可以被檢測（只要數據和zlib或者gzip數據頭一起被寫入－參見上面）
此外，如果全刷新點（full-flush points）被寫入到壓縮後的數據流中，那么錯誤數據是可以被跳過的，並且解壓縮將重新同步到下個全刷新點。（錯誤數據的無錯恢復被提供）。全刷新點技術對於在不可靠的通道上的大數據流是很有用的，一些過去的數據丟失是不重要的（例如多媒體數據），但是建立太多的全刷新點會極大的影響速度和壓縮。
數據長度
對於壓縮和解壓縮，沒有數據長度的限制
當壓縮一個長（無限）數據流時，最好寫入全刷新點。
業界套用
今天，zlib是一種事實上的業界標準，以至於在標準文檔中，zlib和DEFLATE常常互換使用。數以千計的應用程式直接或間接依靠zlib壓縮函式庫，包括：
* Linux核心：使用zlib以實作網路協定的壓縮、檔案系統的壓縮以及開機時解壓縮自身的核心。
* libpng，用於PNG圖形格式的一個實現，對bitmap數據規定了DEFLATE作為流壓縮方法。
* Apache：使用zlib實作http 1.1。
* OpenSSH、OpenSSL：以zlib達到最佳化加密網路傳輸。
* FFmpeg：以zlib讀寫Matroska等以DEFLATE算法壓縮的多媒體串流格式。
* rsync：以zlib最佳化遠端同步時的傳輸。
* The dpkg and RPM package managers, which use zlib to unpack files from compressed software packages.
* Subversion 、Git和 CVS 版本控制 系統，使用zlib來壓縮和遠端倉庫的通訊流量。
因為其代碼的可移植性，寬鬆的許可以及較小的記憶體占用，zlib在許多嵌入式設備中也有套用。
使用範例
以下代碼可直接用於解壓HTTP gzip
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <zlib.h>
/* Compress data */
int zcompress(Bytef *data, uLong ndata,
Bytef *zdata, uLong *nzdata)
{
z_stream c_stream;
int err = 0;
if(data && ndata > 0)
{
c_stream.zalloc = (alloc_func)0;
c_stream.zfree = (free_func)0;
c_stream.opaque = (voidpf)0;
if(deflateInit(&c_stream, Z_DEFAULT_COMPRESSION) != Z_OK) return -1;
c_stream.next_in = data;
c_stream.avail_in = ndata;
c_stream.next_out = zdata;
c_stream.avail_out = *nzdata;
while (c_stream.avail_in != 0 && c_stream.total_out < *nzdata)
{
if(deflate(&c_stream, Z_NO_FLUSH) != Z_OK) return -1;
}
if(c_stream.avail_in != 0) return c_stream.avail_in;
for (;;) {
if((err = deflate(&c_stream, Z_FINISH)) == Z_STREAM_END) break;
if(err != Z_OK) return -1;
}
if(deflateEnd(&c_stream) != Z_OK) return -1;
*nzdata = c_stream.total_out;
return 0;
}
return -1;
}
/* Compress gzip data */
int gzcompress(Bytef *data, uLong ndata,
Bytef *zdata, uLong *nzdata)
{
z_stream c_stream;
int err = 0;
if(data && ndata > 0)
{
c_stream.zalloc = (alloc_func)0;
c_stream.zfree = (free_func)0;
c_stream.opaque = (voidpf)0;
if(deflateInit2(&c_stream, Z_DEFAULT_COMPRESSION, Z_DEFLATED,
-MAX_WBITS, 8, Z_DEFAULT_STRATEGY) != Z_OK) return -1;
c_stream.next_in = data;
c_stream.avail_in = ndata;
c_stream.next_out = zdata;
c_stream.avail_out = *nzdata;
while (c_stream.avail_in != 0 && c_stream.total_out < *nzdata)
{
if(deflate(&c_stream, Z_NO_FLUSH) != Z_OK) return -1;
}
if(c_stream.avail_in != 0) return c_stream.avail_in;
for (;;) {
if((err = deflate(&c_stream, Z_FINISH)) == Z_STREAM_END) break;
if(err != Z_OK) return -1;
}
if(deflateEnd(&c_stream) != Z_OK) return -1;
*nzdata = c_stream.total_out;
return 0;
}
return -1;
}
/* Uncompress data */
int zdecompress(Byte *zdata, uLong nzdata,
Byte *data, uLong *ndata)
{
int err = 0;
z_stream d_stream; /* decompression stream */
d_stream.zalloc = (alloc_func)0;
d_stream.zfree = (free_func)0;
d_stream.opaque = (voidpf)0;
d_stream.next_in = zdata;
d_stream.avail_in = 0;
d_stream.next_out = data;
if(inflateInit(&d_stream) != Z_OK) return -1;
while (d_stream.total_out < *ndata && d_stream.total_in < nzdata) {
d_stream.avail_in = d_stream.avail_out = 1; /* force small buffers */
if((err = inflate(&d_stream, Z_NO_FLUSH)) == Z_STREAM_END) break;
if(err != Z_OK) return -1;
}
if(inflateEnd(&d_stream) != Z_OK) return -1;
*ndata = d_stream.total_out;
return 0;
}
/* HTTP gzip decompress */
int httpgzdecompress(Byte *zdata, uLong nzdata,
Byte *data, uLong *ndata)
{
int err = 0;
z_stream d_stream = {0}; /* decompression stream */
static char dummy_head[2] =
{
0x8 + 0x7 * 0x10,
(((0x8 + 0x7 * 0x10) * 0x100 + 30) / 31 * 31) & 0xFF,
};
d_stream.zalloc = (alloc_func)0;
d_stream.zfree = (free_func)0;
d_stream.opaque = (voidpf)0;
d_stream.next_in = zdata;
d_stream.avail_in = 0;
d_stream.next_out = data;
if(inflateInit2(&d_stream, 47) != Z_OK) return -1;
while (d_stream.total_out < *ndata && d_stream.total_in < nzdata) {
d_stream.avail_in = d_stream.avail_out = 1; /* force small buffers */
if((err = inflate(&d_stream, Z_NO_FLUSH)) == Z_STREAM_END) break;
if(err != Z_OK )
{
if(err == Z_DATA_ERROR)
{
d_stream.next_in = (Bytef*) dummy_head;
d_stream.avail_in = sizeof(dummy_head);
if((err = inflate(&d_stream, Z_NO_FLUSH)) != Z_OK)
{
return -1;
}
}
else return -1;
}
}
if(inflateEnd(&d_stream) != Z_OK) return -1;
*ndata = d_stream.total_out;
return 0;
}
/* Uncompress gzip data */
int gzdecompress(Byte *zdata, uLong nzdata,
Byte *data, uLong *ndata)
{
int err = 0;
z_stream d_stream = {0}; /* decompression stream */
static char dummy_head[2] =
{
0x8 + 0x7 * 0x10,
(((0x8 + 0x7 * 0x10) * 0x100 + 30) / 31 * 31) & 0xFF,
};
d_stream.zalloc = (alloc_func)0;
d_stream.zfree = (free_func)0;
d_stream.opaque = (voidpf)0;
d_stream.next_in = zdata;
d_stream.avail_in = 0;
d_stream.next_out = data;
if(inflateInit2(&d_stream, -MAX_WBITS) != Z_OK) return -1;
//if(inflateInit2(&d_stream, 47) != Z_OK) return -1;
while (d_stream.total_out < *ndata && d_stream.total_in < nzdata) {
d_stream.avail_in = d_stream.avail_out = 1; /* force small buffers */
if((err = inflate(&d_stream, Z_NO_FLUSH)) == Z_STREAM_END) break;
if(err != Z_OK )
{
if(err == Z_DATA_ERROR)
{
d_stream.next_in = (Bytef*) dummy_head;
d_stream.avail_in = sizeof(dummy_head);
if((err = inflate(&d_stream, Z_NO_FLUSH)) != Z_OK)
{
return -1;
}
}
else return -1;
}
}
if(inflateEnd(&d_stream) != Z_OK) return -1;
*ndata = d_stream.total_out;
return 0;
}
#ifdef _DEBUG_ZSTREAM
#define BUF_SIZE 65535
int main()
{
char *data = "kjdalkfjdflkjdlkfjdklfjdlkfjlkdjflkdjflddajfkdjfkdfaskf;ldsfk;ldakf;ldskfl;dskf;ld";
uLong ndata = strlen(data);
Bytef zdata[BUF_SIZE];
uLong nzdata = BUF_SIZE;
Bytef odata[BUF_SIZE];
uLong nodata = BUF_SIZE;
memset(zdata, 0, BUF_SIZE);
//if(zcompress((Bytef *)data, ndata, zdata, &nzdata) == 0)
if(gzcompress((Bytef *)data, ndata, zdata, &nzdata) == 0)
{
fprintf(stdout, "nzdata:%d %s\n", nzdata, zdata);
memset(odata, 0, BUF_SIZE);
//if(zdecompress(zdata, ndata, odata, &nodata) == 0)
if(gzdecompress(zdata, ndata, odata, &nodata) == 0)
{
fprintf(stdout, "%d %s\n", nodata, odata);
}
}
}
#endif
zlib許可
zlib許可是一個自由軟體授權協定，但並非copyleft。Box2D就使用了zlib許可。
