文章目录
代码地址： https://gitee.com/lymgoforIT/golang-trick/tree/master/41-go-gzip
一：简介
在工作中，我们有时候需要用到Redis来缓存数据，减轻DB的压力，并提升访问性能。但是当要缓存的key数据过大了会带来BigKey问题:30.Go处理Redis BigKey
在介绍BigKey问题的影响和解决办法时，我们其实说过，最好的办法是预防BigKey的出现，而不是出现后去解决。
但有些场景要缓存的一条信息内容可能就是比较大，且无法拆分，这时候怎么办呢？那就压缩后再存入Redis吧。
二：Go标准库compress/gzip包介绍
compress/gzip是Go标准库中的一个压缩工具包，中文文档地址：https://studygolang.com/static/pkgdoc/pkg/compress_gzip.htm
gzip包实现了gzip格式压缩文件的读写，核心内容如下。
-
Constants：常量定义
-
Variables：变量定义
-
type Header：数据头结构
-
type Reader：解压
- func NewReader(r io.Reader) (*Reader, error)
- func (z *Reader) Reset(r io.Reader) error
- func (z *Reader) Read(p []byte) (n int, err error)
- func (z *Reader) Close() error
-
type Writer：压缩
- func NewWriter(w io.Writer) *Writer
- func NewWriterLevel(w io.Writer, level int) (*Writer, error)
- func (z *Writer) Reset(w io.Writer)
- func (z *Writer) Write(p []byte) (int, error)
- func (z *Writer) Flush() error
- func (z *Writer) Close() error
Constants
go
const (
NoCompression = flate.NoCompression // 不压缩
BestSpeed = flate.BestSpeed // 最快速度
BestCompression = flate.BestCompression // 最佳压缩比
DefaultCompression = flate.DefaultCompression // 默认压缩比
)这些常量都是拷贝自flate包，因此导入"compress/gzip"后，就不必再导入"compress/flate"了。
Variables
go
var (
// 当读取的gzip数据的校验和错误时，会返回ErrChecksum
ErrChecksum = errors.New("gzip: invalid checksum")
// 当读取的gzip数据的头域错误时，会返回ErrHeader
ErrHeader = errors.New("gzip: invalid header")
)type Header
go
//数据头结构
type Header struct {
Comment string // 文件注释
Extra []byte // 附加数据
ModTime time.Time // 文件修改时间
Name string // 文件名
OS byte // 操作系统类型
}gzip文件保存一个头域，提供关于被压缩的文件的一些元数据。该头域作为Writer和Reader类型的一个可导出字段，可以提供给调用者访问。
type Reader
go
type Reader struct {
Header
// 内含隐藏或非导出字段
}Reader类型满足io.Reader接口，可以从gzip格式压缩文件读取并解压数据。
一般情况下，一个gzip文件可以是多个gzip文件的串联，每一个都有自己的头域。从Reader读取数据会返回串联的每个文件的解压数据，但只有第一个文件的头域被记录在Reader的Header字段里。
gzip文件会保存未压缩前数据的长度与校验和。当读取到未压缩数据的结尾时，如果数据的长度或者校验和不正确，Reader会返回ErrCheckSum，如果没有读取完毕后，长度和校验和与压缩前数据的一致，说明解压成功。因此，调用者应该将Read方法返回的数据视为暂定的，直到他们在数据结尾获得了一个io.EOF。
func NewReader
go
func NewReader(r io.Reader) (*Reader, error)NewReader返回一个从r读取并解压数据的Reader。其实现会缓冲输入流的数据，并可能从r中读取比需要的更多的数据(如长度和校验和）。调用者有责任在读取完毕后调用返回值的Close方法。
注意入参是io.Reader,返回值是*gzip.Reader,但*gzip.Reader(Struct)也是实现了io.Reader接口的
func (*Reader) Reset
go
func (z *Reader) Reset(r io.Reader) errorReset将z重置，丢弃当前的读取状态，并将下层读取目标设为r。效果上等价于将z设为使用r重新调用NewReader返回的Reader。这让我们可以重用z而不是再申请一个新的。（因此效率更高）
func (*Reader) Read
go
func (z *Reader) Read(p []byte) (n int, err error)func (*Reader) Close
go
func (z *Reader) Close() error调用Close会关闭z，但不会关闭下层io.Reader接口。
type Writer
go
type Writer struct {
Header
// 内含隐藏或非导出字段
}Writer满足io.WriteCloser接口。它会将提供给它的数据压缩后写入下层io.Writer接口。
func NewWriter
go
func NewWriter(w io.Writer) *WriterNewWriter创建并返回一个Writer。写入返回值gzip.Writer的数据都会在压缩后写入入参指定的w中。调用者有责任在结束写入后调用返回值gzip.Writer的Close方法。因为写入的数据可能保存在缓冲中没有刷新入下层。
如要设定Writer.Header字段，调用者必须在第一次调用Write方法或者Close方法之前设置。Header字段的Comment和Name字段是go的utf-8字符串，但下层格式要求为NUL中止的ISO 8859-1 (Latin-1)序列。如果这两个字段的字符串包含NUL或非Latin-1字符，将导致Write方法返回错误。
func NewWriterLevel
go
func NewWriterLevel(w io.Writer, level int) (*Writer, error)NewWriterLevel类似NewWriter但指定了压缩水平而不是采用默认的DefaultCompression。
参数level可以是DefaultCompression、NoCompression或BestSpeed与BestCompression之间的任何整数。如果level合法，返回的错误值为nil。
func (*Writer) Reset
go
func (z *Writer) Reset(dst io.Writer)Reset将z重置，丢弃当前的写入状态，并将下层输出目标设为dst。效果上等价于将w设为使用dst和w的压缩水平重新调用NewWriterLevel返回的*Writer。这让我们可以重用z而不是再申请一个新的。（因此效率更高）
func (*Writer) Write
go
func (z *Writer) Write(p []byte) (int, error)Write将p压缩后写入下层io.Writer接口。压缩后的数据不一定会立刻刷新，除非Writer被关闭或者显式的刷新，即调用Close方法或者Flush方法。
func (*Writer) Flush
go
func (z *Writer) Flush() errorFlush将缓冲中的压缩数据刷新到下层io.Writer接口中。
本方法主要用在传输压缩数据的网络连接中，以保证远端的接收者可以获得足够的数据来重构数据报。Flush会阻塞直到所有缓冲中的数据都写入下层io.Writer接口后才返回。如果下层的io.Writetr接口返回一个错误，Flush也会返回该错误。在zlib包的术语中，Flush方法等价于Z_SYNC_FLUSH。
func (*Writer) Close
go
func (z *Writer) Close() error调用Close会关闭z，但不会关闭下层io.Writer接口。
三：代码实践
1、压缩与解压工具包
go
package util
import (
"bytes"
"compress/gzip"
"context"
"encoding/base64"
"fmt"
)
// GzipEncode 采用gzip算法压缩字符串，输出base64编码的字符串
func GzipEncode(ctx context.Context, input string) (string, error) {
if len(input) == 0 {
return input, nil
}
var b bytes.Buffer // 实现了io.Writer
gz := gzip.NewWriter(&b)
defer func() {
if err := gz.Close(); err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("gz.Close() err:%v", err))
}
}()
if _, err := gz.Write([]byte(input)); err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("[GzipEncode] gz write err:%v", err))
return "", err
}
// 将gzip.Writer缓冲中的数据刷到底层io.Writer中
if err := gz.Flush(); err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("[GzipEncode] gz flush err:%v", err))
return "", err
}
// 在读取数据之前必须close，否则读取的数据会有问题，在这里作用同Flush一样
// 即将压缩后的数据立即写入底层io.Writer中，在这里是b(bytes.Buffer)
if err := gz.Close(); err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("[GzipEncode] gz close err:%v", err))
return "", err
}
newStr := base64.StdEncoding.EncodeToString(b.Bytes())
return newStr, nil
}
// GzipDecode 采用gzip算法解压字符串
func GzipDecode(ctx context.Context, input string) (string, error) {
newInput, err := base64.StdEncoding.DecodeString(input)
if err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("[GzipDecode] base decode err:%v", err))
return "", err
}
bReader := bytes.NewReader(newInput)
gReader, err := gzip.NewReader(bReader)
if err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("[GzipDecode] new reader err,%v", err))
return "", err
}
if err = gReader.Close(); err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("[GzipDecode] reader close err:%v", err))
return "", err
}
buf := new(bytes.Buffer)
if _, err = buf.ReadFrom(gReader); err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("[GzipDecode] read from greader err:%v", err))
return "", err
}
return buf.String(), err
}2、单元测试
go
package util
import (
"context"
"fmt"
"testing"
)
func TestGzipEncode(t *testing.T) {
encode, err := GzipEncode(context.Background(), "hello world")
if err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("GzipEncode err:%v", err))
return
}
fmt.Println(fmt.Sprintf("res:%v", encode))
}
func TestGzipDecode(t *testing.T) {
decode, err := GzipDecode(context.Background(), "H4sIAAAAAAAA/8pIzcnJVyjPL8pJAQAAAP//AQAA//+FEUoNCwAAAA==")
if err != nil {
fmt.Println(fmt.Sprintf("GzipEncode err:%v", err))
return
}
fmt.Println(fmt.Sprintf("res:%v", decode))
}当执行TestGzipEncode后，我们可以看到输出为
当执行TestGzipDecode后，可以看到输出为
测试结果符合预期。
此时可能会有一个疑问，一个hello world压缩并用base64编码后，字符串长度更长了，这不是与压缩的初衷背道而驰了嘛？是的，这里只是为了演示，所以用了个hello world，实际场景下，既然选择了压缩，那肯定是已知要压缩的内容是比较大的。
比如我们稍微将字符串变长一些，看看效果就知道压缩对于减少内存占用确实是有用的
3、为何压缩后还要用base64编码
我们可以将util中的源代码去掉base64编码后，单元测试一下看看原始gzip压缩后，字符串会是什么形式呢？
可以看到压缩后字符串确实很小了，但是美观，且复制后对其解压会报错GzipEncode err:unexpected EOF，所以还是把base64编码用上吧！！