使用GZip压缩并创建字节数组

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使用GZip压缩并创建字节数组

1. 概述

GZIP格式是一种用于数据压缩的文件格式。Java语言中的_GZipInputStream_和_GZipOutputStream_类实现了这种文件格式。

在本教程中，我们将学习如何在Java中使用GZIP压缩数据。同时，我们还将探讨如何将压缩后的数据写入字节数组。

2. _GZipOutputStream_类

_GZipOutputStream_类将数据压缩并写入底层输出流。

2.1. 对象实例化

我们可以使用构造函数来创建类的实例：

ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
GZIPOutputStream gzipOs = new GZIPOutputStream(os);

在这里，我们将一个_ByteArrayOutputStream_对象传递给构造函数。因此，我们稍后可以使用_toByteArray()_方法获得压缩后的数据字节数组。

除了_ByteArrayOutputStream_，我们还可以提供其他_OutputSteam_实例：

FileOutputStream：将数据存储在文件中
ServletOutputStream：通过网络传输数据

在这两种情况下，数据在到达时被发送到其目的地。

2.2. 压缩数据

_write()_方法执行数据压缩：

byte[] buffer = "Sample Text".getBytes();
gzipOs.write(buffer, 0, buffer.length);

_write()_方法压缩_buffer_字节数组的内容，并将其写入包装的输出流。

除了_buffer_字节数组外，_write()_还包括另外两个参数，offset_和_length。这些定义了字节数组内部的字节范围。因此，我们可以使用它们来指定要写入的字节范围，而不是整个_buffer_。

最后，为了完成数据压缩，我们调用_close()_：

gzipOs.close();

_close()_方法写入所有剩余数据并关闭流。因此，重要的是要调用_close()_，否则我们会丢失数据。

3. 获取压缩数据的字节数组

我们将创建一个使用GZIP压缩数据的实用方法。我们还将看到如何获得包含压缩数据的字节数组。

3.1. 压缩数据

让我们创建一个在GZIP格式下压缩数据的_gzip()_方法：

private static final int BUFFER_SIZE = 512;

public static void gzip(InputStream is, OutputStream os) throws IOException {
    GZIPOutputStream gzipOs = new GZIPOutputStream(os);
    byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];
    int bytesRead = 0;
    while ((bytesRead = is.read(buffer)) > -1) {
        gzipOs.write(buffer, 0, bytesRead);
    }
    gzipOs.close();
}

在上述方法中，首先，我们创建一个新的_GZIPOutputStream_实例。然后，我们开始从_is_输入流复制数据，使用_buffer_字节数组。

值得注意的是，我们继续读取字节，直到我们得到_-1_的返回值。read()方法在到达流的末尾时返回-1。

3.2. 获取包含压缩数据的字节数组

让我们压缩一个字符串，并将结果写入字节数组。我们将使用我们之前创建的_gzip()_方法：

String payload = "This is a sample text to test the gzip method. Have a nice day!";
ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
gzip(new ByteArrayInputStream(payload.getBytes()), os);
byte[] compressed = os.toByteArray();

在这里，我们为_gzip()方法提供输入和输出流。我们将_payload_值包装在一个_ByteArrayInputStream_对象中。之后，我们创建一个空的_ByteArrayOutputStream，_gzip()_将压缩后的数据写入其中。

最后，在调用_gzip()_之后，我们使用_toByteArray()_方法获得压缩数据。

4. 测试

在测试我们的代码之前，让我们将_gzip()_方法添加到_GZip_类中。现在，我们已经准备好用单元测试来测试我们的代码：

@Test
void whenCompressingUsingGZip_thenGetCompressedByteArray() throws IOException {
    String payload = "This is a sample text to test method gzip. The gzip algorithm will compress this string. "
        + "The result will be smaller than this string.";
    ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
    GZip.gzip(new ByteArrayInputStream(payload.getBytes()), os);
    byte[] compressed = os.toByteArray();
    assertTrue(payload.getBytes().length > compressed.length);
    assertEquals("1f", Integer.toHexString(compressed[0] & 0xFF));
    assertEquals("8b", Integer.toHexString(compressed[1] & 0xFF));
}

在这个测试中，我们压缩了一个字符串值。我们将字符串转换为_ByteArrayInputStream_并提供给_gzip()_方法。同时，输出数据被写入_ByteArrayOutputStream_。

此外，如果两个条件都为真，测试就成功：

压缩后的数据大小小于未压缩的
压缩字节数组以_1f 8b_值开始。

关于第二个条件，GZIP文件以固定值_1f 8b_开始，以符合GZIP文件格式。

因此，如果我们运行单元测试，我们将验证这两个条件是否都为真。

5. 结论

在本文中，我们学习了在使用Java语言中的GZIP文件格式时如何获取字节数组中的压缩数据。为此，我们创建了一个压缩的实用方法。最后，我们测试了我们的代码。

和往常一样，我们示例的完整源代码可以在GitHub上找到。

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