10.8 壓縮 · Java 編程思想

# 10.8 壓縮 Java 1.1也添加一個類，用以支持對壓縮格式的數據流的讀寫。它們封裝到現成的IO類中，以提供壓縮功能。此時Java 1.1的一個問題顯得非常突出：它們不是從新的`Reader`和`Writer`類派生出來的，而是屬于`InputStream`和`OutputStream`層次結構的一部分。所以有時不得不混合使用兩種類型的數據流（注意可用`InputStreamReader`和`OutputStreamWriter`在不同的類型間方便地進行轉換）。 | Java 1.1壓縮類 | 功能 | | --- | --- | | `CheckedInputStream` | `GetCheckSum()`為任何`InputStream`產生校驗和（不僅是解壓） | | `CheckedOutputStream` | `GetCheckSum()`為任何`OutputStream`產生校驗和（不僅是解壓） | | `DeflaterOutputStream` | 用于壓縮類的基類 | | `ZipOutputStream` | 一個`DeflaterOutputStream`，將數據壓縮成Zip文件格式 | | `GZIPOutputStream` | 一個`DeflaterOutputStream`，將數據壓縮成GZIP文件格式 | | `InflaterInputStream` | 用于解壓類的基類 | | `ZipInputStream` | 一個`DeflaterInputStream`，解壓用Zip文件格式保存的數據 | | `GZIPInputStream` | 一個`DeflaterInputStream`，解壓用GZIP文件格式保存的數據 | 盡管存在許多種壓縮算法，但是Zip和GZIP可能最常用的。所以能夠很方便地用多種現成的工具來讀寫這些格式的壓縮數據。 ## 10.8.1 用GZIP進行簡單壓縮 GZIP接口非常簡單，所以如果只有單個數據流需要壓縮（而不是一系列不同的數據），那么它就可能是最適當選擇。下面是對單個文件進行壓縮的例子： ``` //: GZIPcompress.java // Uses Java 1.1 GZIP compression to compress // a file whose name is passed on the command // line. import java.io.*; import java.util.zip.*; public class GZIPcompress { public static void main(String[] args) { try { BufferedReader in = new BufferedReader( new FileReader(args[0])); BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream( new GZIPOutputStream( new FileOutputStream("test.gz"))); System.out.println("Writing file"); int c; while((c = in.read()) != -1) out.write(c); in.close(); out.close(); System.out.println("Reading file"); BufferedReader in2 = new BufferedReader( new InputStreamReader( new GZIPInputStream( new FileInputStream("test.gz")))); String s; while((s = in2.readLine()) != null) System.out.println(s); } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); } } } ///:~ ``` 壓縮類的用法非常直觀——只需將輸出流封裝到一個`GZIPOutputStream`或者`ZipOutputStream`內，并將輸入流封裝到`GZIPInputStream`或者`ZipInputStream`內即可。剩余的全部操作就是標準的IO讀寫。然而，這是一個很典型的例子，我們不得不混合使用新舊IO流：數據的輸入使用`Reader`類，而`GZIPOutputStream`的構造器只能接收一個`OutputStream`對象，不能接收`Writer`對象。 ## 10.8.2 用Zip進行多文件保存提供了Zip支持的Java 1.1庫顯得更加全面。利用它可以方便地保存多個文件。甚至有一個獨立的類來簡化對Zip文件的讀操作。這個庫采采用的是標準Zip格式，所以能與當前因特網上使用的大量壓縮、解壓工具很好地協作。下面這個例子采取了與前例相同的形式，但能根據我們需要控制任意數量的命令行參數。除此之外，它展示了如何用`Checksum`類來計算和校驗文件的“校驗和”（`Checksum`）。可選用兩種類型的`Checksum`：`Adler32`（速度要快一些）和`CRC32`（慢一些，但更準確）。 ``` //: ZipCompress.java // Uses Java 1.1 Zip compression to compress // any number of files whose names are passed // on the command line. import java.io.*; import java.util.*; import java.util.zip.*; public class ZipCompress { public static void main(String[] args) { try { FileOutputStream f = new FileOutputStream("test.zip"); CheckedOutputStream csum = new CheckedOutputStream( f, new Adler32()); ZipOutputStream out = new ZipOutputStream( new BufferedOutputStream(csum)); out.setComment("A test of Java Zipping"); // Can't read the above comment, though for(int i = 0; i < args.length; i++) { System.out.println( "Writing file " + args[i]); BufferedReader in = new BufferedReader( new FileReader(args[i])); out.putNextEntry(new ZipEntry(args[i])); int c; while((c = in.read()) != -1) out.write(c); in.close(); } out.close(); // Checksum valid only after the file // has been closed! System.out.println("Checksum: " + csum.getChecksum().getValue()); // Now extract the files: System.out.println("Reading file"); FileInputStream fi = new FileInputStream("test.zip"); CheckedInputStream csumi = new CheckedInputStream( fi, new Adler32()); ZipInputStream in2 = new ZipInputStream( new BufferedInputStream(csumi)); ZipEntry ze; System.out.println("Checksum: " + csumi.getChecksum().getValue()); while((ze = in2.getNextEntry()) != null) { System.out.println("Reading file " + ze); int x; while((x = in2.read()) != -1) System.out.write(x); } in2.close(); // Alternative way to open and read // zip files: ZipFile zf = new ZipFile("test.zip"); Enumeration e = zf.entries(); while(e.hasMoreElements()) { ZipEntry ze2 = (ZipEntry)e.nextElement(); System.out.println("File: " + ze2); // ... and extract the data as before } } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); } } } ///:~ ``` 對于要加入壓縮檔的每一個文件，都必須調用`putNextEntry()`，并將其傳遞給一個`ZipEntry`對象。`ZipEntry`對象包含了一個功能全面的接口，利用它可以獲取和設置Zip文件內那個特定的`Entry`（入口）上能夠接受的所有數據：名字、壓縮后和壓縮前的長度、日期、CRC校驗和、額外字段的數據、注釋、壓縮方法以及它是否一個目錄入口等等。然而，雖然Zip格式提供了設置密碼的方法，但Java的Zip庫沒有提供這方面的支持。而且盡管`CheckedInputStream`和`CheckedOutputStream`同時提供了對`Adler32`和`CRC32`校驗和的支持，但是`ZipEntry`只支持CRC的接口。這雖然屬于基層Zip格式的限制，但卻限制了我們使用速度更快的`Adler32`。為解壓文件，`ZipInputStream`提供了一個`getNextEntry()`方法，能在有的前提下返回下一個`ZipEntry`。作為一個更簡潔的方法，可以用`ZipFile`對象讀取文件。該對象有一個`entries()`方法，可以為`ZipEntry`返回一個`Enumeration`（枚舉）。為讀取校驗和，必須多少擁有對關聯的`Checksum`對象的訪問權限。在這里保留了指向`CheckedOutputStream`和`CheckedInputStream`對象的一個引用。但是，也可以只占有指向`Checksum`對象的一個引用。 Zip流中一個令人困惑的方法是`setComment()`。正如前面展示的那樣，我們可在寫一個文件時設置注釋內容，但卻沒有辦法取出`ZipInputStream`內的注釋。看起來，似乎只能通過`ZipEntry`逐個入口地提供對注釋的完全支持。當然，使用GZIP或Zip庫時并不僅僅限于文件——可以壓縮任何東西，包括要通過網絡連接發送的數據。 ## 10.8.3 Java歸檔（`jar`）實用程序 Zip格式亦在Java 1.1的JAR（Java ARchive）文件格式中得到了采用。這種文件格式的作用是將一系列文件合并到單個壓縮文件里，就象Zip那樣。然而，同Java中其他任何東西一樣，JAR文件是跨平臺的，所以不必關心涉及具體平臺的問題。除了可以包括聲音和圖像文件以外，也可以在其中包括類文件。涉及因特網應用時，JAR文件顯得特別有用。在JAR文件之前，Web瀏覽器必須重復多次請求Web服務器，以便下載完構成一個“程序片”（Applet）的所有文件。除此以外，每個文件都是未經壓縮的。但在將所有這些文件合并到一個JAR文件里以后，只需向遠程服務器發出一次請求即可。同時，由于采用了壓縮技術，所以可在更短的時間里獲得全部數據。另外，JAR文件里的每個入口（條目）都可以加上數字化簽名（詳情參考Java用戶文檔）。一個JAR文件由一系列采用Zip壓縮格式的文件構成，同時還有一張“詳情單”，對所有這些文件進行了描述（可創建自己的詳情單文件；否則，`jar`程序會為我們代勞）。在聯機用戶文檔中，可以找到與JAR詳情單更多的資料（詳情單的英語是“Manifest”）。 `jar`實用程序已與Sun的JDK配套提供，可以按我們的選擇自動壓縮文件。請在命令行調用它： ``` jar [選項] 說明 [詳情單] 輸入文件 ``` 其中，“選項”用一系列字母表示（不必輸入連字號或其他任何指示符）。如下所示： ``` c 創建新的或空的壓縮檔 t 列出目錄表 x 解壓所有文件 x file 解壓指定文件 f 指出“我準備向你提供文件名”。若省略此參數，jar會假定它的輸入來自標準輸入；或者在它創建文件時，輸出會進入標準輸出內 m 指出第一個參數將是用戶自建的詳情表文件的名字 v 產生詳細輸出，對jar做的工作進行巨細無遺的描述 O 只保存文件；不壓縮文件（用于創建一個JAR文件，以便我們將其置入自己的類路徑中） M 不自動生成詳情表文件 ``` 在準備進入JAR文件的文件中，若包括了一個子目錄，那個子目錄會自動添加，其中包括它自己的所有子目錄，以此類推。路徑信息也會得到保留。下面是調用`jar`的一些典型方法： ``` jar cf myJarFile.jar *.class ``` 用于創建一個名為`myJarFile.jar`的JAR文件，其中包含了當前目錄中的所有類文件，同時還有自動產生的詳情表文件。 ``` jar cmf myJarFile.jar myManifestFile.mf *.class ``` 與前例類似，但添加了一個名為`myManifestFile.mf`的用戶自建詳情表文件。 ``` jar tf myJarFile.jar ``` 生成`myJarFile.jar`內所有文件的一個目錄表。 ``` jar tvf myJarFile.jar ``` 添加`verbose`（詳盡）標志，提供與`myJarFile.jar`中的文件有關的、更詳細的資料。 ``` jar cvf myApp.jar audio classes image ``` 假定`audio`，`classes`和`image`是子目錄，這樣便將所有子目錄合并到文件`myApp.jar`中。其中也包括了`verbose`標志，可在`jar`程序工作時反饋更詳盡的信息。如果用O選項創建了一個JAR文件，那個文件就可置入自己的類路徑（`CLASSPATH`）中： ``` CLASSPATH="lib1.jar;lib2.jar;" ``` Java能在`lib1.jar`和`lib2.jar`中搜索目標類文件。 `jar`工具的功能沒有`zip`工具那么豐富。例如，不能夠添加或更新一個現成JAR文件中的文件，只能從頭開始新建一個JAR文件。此外，不能將文件移入一個JAR文件，并在移動后將它們刪除。然而，在一種平臺上創建的JAR文件可在其他任何平臺上由`jar`工具毫無阻礙地讀出（這個問題有時會困擾`zip`工具）。正如大家在第13章會看到的那樣，我們也用JAR為Java Beans打包。