详谈linux中压缩

Posted 2020-11-02 风华是一指流砂 苍老是一段年华

 1.压 缩 的 用 途 和 技 术

　　1.1 为什么需要压缩：

　　　　　　　　①你是否有过文件档案太大，导致无法以正常的email方式发送出去(很多email都有容量大约25MB每封信的限制啊！)？

　　　　　　　　②你是否有过要备份某些重要资料，偏偏这些资料量太大了，耗掉了你很多的磁盘空间呢？

　　　　　　　　　。。。。。。

　　　　　　　　这个时候，那个好用的『档案压缩』技术可就派的上用场了！

　　1.2 压缩原理：

　　　　　　　　　　　我们都知道1 byte = 8 bits ，而计算机是怎么来实现记忆存储文件数据？

　　　　假设一个byte可以看成右边模样  ---------->      □□□□□□□□

　　　　由于 1 byte = 8 bits ，所以每个byte 当中会有 8 个空格，而每个空格可以是 0, 1 ，这里只做一个简单的介绍！

 

　　　　假设来记录“1”这个数字,考虑电脑所谓的二进位喔，如此一来， 1 会在最右边占据 1 个bit ，而其他的7 个bits 将会自动的被填上0 ！仔细看看，其实在这样的例子中，那 7 个bits 应该是『空的』才对！不过，为了要满足目前我们的作业系统资料的存取，所以就会将该资料转为 byte 的型态来记录了！而一些聪明的电脑工程师就利用一些复杂的计算方式， 将这些没有使用到的空间『丢』出来，以让档案占用的空间变小！这就是压缩的技术！

 

　　　　简单的说，你可以将他想成，其实档案里面有相当多的『空间』存在，并不是完全填满的，而『压缩』的技术就是将这些『空间』填满，以让整个档案占用的容量下降！不过，这些『压缩过的档案』并无法直接被我们的作业系统所使用的，因此，若要使用这些被压缩过的档案资料，则必须将他『还原』回来未压缩前的模样，那就是所谓的『解压缩』！而至于压缩后与压缩的档案所占用的磁盘空间大小，就可以被称为是『压缩比』

2.Linux 系统常见的压缩指令

　　2.1指令介绍：

　　　　　　在Linux的环境中，压缩档案的副档名大多是：『*.tar, *.tar.gz, *.tgz, *.gz, *.Z, *.bz2, *.xz』

　　　　　　　    Linux上常见的压缩指令就是gzip, bzip2以及最新的xz 至于compress已经退流行了，为了支援windows常见的zip，其实Linux也早就有zip指令了

　　　　不过，这些指令通常仅能针对一个档案来压缩与解压缩，如此一来，每次压缩与解压缩都要一大堆档案，岂不烦人？此时，那个所谓的『打包软体, tar』就显的很重要！打包的作用就是将你指定的多个文件打包成一个文件的意思,并没有压缩的作用,这样之后就可以将包文件进行统一的压缩,就不用那么麻烦一个一个的文件压缩了。

　　2.2压缩指令

　　　　gzip指令参数说明:

　　　　选项与参数：
　　　　　　-c ：将压缩的资料输出到萤幕上，可透过资料流重导向来处理；
　　　　　　-d ：解压缩的参数；
　　　　　　-t ：可以用来检验一个压缩档的一致性～看看档案有无错误；
　　　　　　-v ：可以显示出原档案/压缩档案的压缩比等资讯；
　　　　　　-# ：# 为数字的意思，代表压缩等级，-1 最快，但是压缩比最差、-9 最慢，但是压缩比最好！预设是-6

   2.3 gzip指令 案  例:
　　　　　　2.3.1  找到/etc/目录中最大的文件  ls -lraS /etc/ | tail -n 10
　　　　　　　　　　

　　　　　　2.3.2  并将services复制到/tmp中         cp /etc/services .

　　　　　　2.3.3  将/tmp中services进行压缩         gzip -v services      说明:压缩后得到services.gz文件 ,原始文件也就不存在了
　　　　　　　　　　　　　　　　

   　　　　     2.3.4    对比压缩后与压缩前的文件               ll /etc/services /tmp/services*

　　　　　　2.3.5    由于services这个原本的档案是是文字档，因此我们可以尝试使用zcat/zmore/zless去读取！          zmore services.gz

 　　　　　　　　　

 

　　　　　　2.3.6  将/tmp中services.gz解压缩    gzip -dv services.gz        说明:解压缩后services.gz文件会被删除

 

　　　　　　　　 　

 

　　　　　　2.3.7  将解开的services用最佳的压缩比压缩，并保留原本的档案      gzip -9 -cv services > services.gz

　　　　　　　　　压缩等级说明：  gzip 提供了1~9 的压缩等级，压缩强度依次递增

　　　　　　　　　 

　　　　　　

　　　　　　2.3.8      再次建立的services.gz中，找出http这个关键字在哪几行？      zgrep -n \'http\' services.gz

　　　　　　　　　

 

 

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前言:

　　若说gzip 是为了取代compress 并提供更好的压缩比而成立的，那么bzip2 则是为了取代gzip 并提供更佳的压缩比而来的。bzip2 真是很不错用的东西～这玩意的压缩比竟然比gzip 还要好～至于bzip2 的用法几乎与gzip 相同！看看底下的用法吧！

 

2.4　bzip2案 例（bzip2, bzcat/bzmore/bzless/bzgrep）

　　　　2.4.1 bzip2指令参数选项说明　　

　　选项与参数：
　　-c ：将压缩的过程产生的资料输出到萤幕上！
　　-d ：解压缩的参数
　　-k ：保留原始档案，而不会删除原始的档案喔！
　　-z ：压缩的参数(预设值，可以不加)
　　-v ：可以显示出原档案/压缩档案的压缩比等资讯；
　　-# ：与gzip 同样的，都是在计算压缩比的参数， -9 最佳， -1 最快！

　　　　2.4.2  将刚刚gzip范例留下来的/tmp/services以bzip2压缩   bzip2 -v services
　　　　　　
　　　　
　　　　2.4.3  此时你会发现bzip2比gzip指令压缩强度要好     ls -l services*
　　　　　　


　　　　2.4.4  读取范例/tmp/services.bz2 文件      bzcat services.bz2

　　　　2.4.5  将范例中/tmp/services.bz2文件解压缩  bzip2 -d services.bz2
　　　　　　　　

　　　　2.4.6  解开的services用最佳的压缩比压缩，并保留原本的档案   bzip2 -9 -c services > services.bz2
　　　　　　
　　　　
　　　　说明:
　　　　　看上面的范例，你会发现到bzip2 连选项与参数都跟gzip 一模一样！只是副档名由.gz 变成.bz2 而已！其他的用法都大同小异，所以就不一一介绍了！你也可以发现到bzip2 的压缩率确实比gzip 要好些！不过，对于大容量档案来说，bzip2 压缩时间会花比较久喔！至少比gzip 要久的多！这没办法～要有更多可用容量，就得要花费相对应的时间！还OK 啊！

 

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前言:

虽然bzip2 已经具有很棒的压缩比，不过显然某些自由软体开发者还不满足，因此后来还推出了xz 这个压缩比更高的软体！这个软体的用法也跟gzip/bzip2 几乎一模一样！请看下面案例！


2.5 xz案例（ xzcat/xzmore/xzless/xzgrep）
　　2.5.1 xz选项和说明
　　　　选项与参数：

　　　　-d ：就是解压缩啊！
　　　　-t ：测试压缩档的完整性，看有没有错误
　　　　-l ：列出压缩档的相关资讯
　　　　-k ：保留原本的档案不删除～
　　　　-c ：同样的，就是将资料由萤幕上输出的意思！
　　　　-# ：同样的，也有较佳的压缩比的意思！

　　2.5.2 将刚刚由bzip2所遗留下来的/tmp/services透过xz来压缩       xz -v services  (压缩比例以下效果可见，容量又进一步下降的更多)

　　  　　


　　2.5.3 列出这个压缩档的资讯，然后读出这个压缩档的内容  xz -l services.xz

        

　　2.5.4 查看压缩后的压缩档内容   xzcat services.xz（指令都很相似，就不一一截图了）
　　
　　2.5.5 解压缩   xz -d services.xz

　　2.5.6 保留原档案的档名，并且建立压缩档！  xz -k services



压缩指令总结:

以下是一组时间数据:
『 time [gzip|bzip2|xz] -c services > services.[gz|bz2|xz] 』去执行运算结果，结果发现这三个指令的执行时间依序是： 0.019 s, 0.042s, 0.261s， 看最后一个数字！差了10 倍的时间

通过案例我们发现压缩比例越高时间就越久，虽然xz压缩强度比gizp要高很多,但是xz花的时间实在是太久了，所以如果你不觉得时间成本是你的考量那么使用xz会更好,如果时间是你的重要成本考量,恐怕gzip是比较适合的压缩软体！


如有疑问请说明!