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概述：
本文讲述的是一种快速无损数据压缩算法（zstd）。
ZSTD压缩算法介绍：
Zstandard，简称zstd，是由Facebook开发的一种快速无损压缩算法，针对zlib级的实时压缩场景和更好的压缩比。
ZSTD压缩算法下载：
ubuntu社区的下载地址：http://security.ubuntu.com/ubuntu/pool/main/libz/libzstd/libzstd_1.5.5+dfsg2.orig.tar.xz
github的下载地址：https://github.com/facebook/zstd
ZSTD压缩算法编译：
1、ubuntu（gcc编译）：
1.1、直接编译：
1、进入源码文件下；
2、在终端输入“make”；
3、在/lib路径下生成编译的动态库（.so）和静态库（.a）文件，在/programs路径下生成编译的可执行文件；
动态库：libzstd.so、libzstd.so.1、libzstd.so.1.5.5；
静态库：libzstd.a；
可执行文件：zstd;
使用动态库的“libzstd.so、libzstd.so.1”文件时，需要注意，这两个动态库是软连接，需要将其软链接到“libzstd.so.1.5.5”，同时将3个动态库文件移动到需要使用的库文件路径下，如果是需要在c代码中使用，请看下面c代码使用说明。
1.2、编译库文件：
1、进入源码文件下；
2、在ubuntu终端输入以下命令（此处以gcc为例）；
mkdir gcc_lib make lib CC=gcc -j $(grep "cpu cores" /proc/cpuinfo | wc -l) make install PREFIX=$(pwd)/gcc_lib 命令解析:
make lib CC=gcc -j $(grep "cpu cores" /proc/cpuinfo | wc -l) 设置编译库文件，同时设置gcc编译器和编译内核数；
make install PREFIX=$(pwd)/gcc_lib 设置库安装位置到新建的文件夹；
3、在/gcc_lib/lib路径下生成编译的动态库（.so）和静态库（.a）文件，在/gcc_lib/include路径下生成对应的头文件，在/gcc_lib/bin路径下生成对应的zstd可执行文件；
2、arm（交叉编译库文件）：
1、进入源码文件下；
2、在ubuntu终端输入以下命令（此处以rv1126为例）；
mkdir arm_lib make lib CC=arm-linux-gnueabihf-gcc -j $(grep "cpu cores" /proc/cpuinfo | wc -l) make install PREFIX=$(pwd)/arm_lib 命令解析：
make lib CC=arm-linux-gnueabihf-gcc -j $(grep "cpu cores" /proc/cpuinfo | wc -l) 设置编译库文件，同时设置交叉编译器和编译内核数；
make install PREFIX=$(pwd)/arm_lib 设置库安装位置到新建的文件夹；
3、在/arm_lib/lib路径下生成编译的动态库（.so）和静态库（.a）文件，在/arm_lib/include路径下生成对应的头文件，在/arm_lib/bin路径下生成对应的zstd可执行文件；
ZSTD压缩算法使用：
1、可执行文件（zstd）：
1.1、可执行文件参数说明：
Usage: zstd [OPTIONS...] [INPUT... | -] [-o OUTPUT] Options: -o OUTPUT 将输出写入单个文件 OUTPUT. -k, --keep 保存输入文件(s). [默认] --rm 成功(解)压缩后删除输入文件. -# 期望的压缩级别，其中' # '是1到19之间的数字;较低的数字提供更快的压缩，较高的数字产生更好 的压缩比。(默认值:3) -d, --decompress 解压. -D DICT 使用DICT作为压缩或解压缩的字典. -f, --force 禁用输入和输出检查。允许覆盖现有文件;从控制台接收输入，将输出打印到STDOUT，以及在链路、 块设备等上操作。无法识别的格式按原样通过. -h 显示简洁的帮助信息并退出. -H, --help 显示完整帮助信息并退出. -V, --version 显示版本号并退出. 1.2、可执行文件使用：
1.2.1、数据压缩：
直接使用/programs/zstd的可执行文件进行数据压缩
1、新建测试文件test.txt
2、在bash终端执行压缩命令
指定输出文件：
./zstd -1 ./test.txt -o ./test_zstd.txt 默认输出文件：
./zstd -1 ./test.txt 命令解析：
-1 ：表示压缩等级为1，-# 期望的压缩级别，其中“#”是1到19之间的数字;较低的数字提供更快的压缩，较高的数字产生更好的压缩比。(默认值:3)；
./test.txt ：表示需要压缩的源文件；
-o ./test_zstd.txt : 表示输出到指定的文件（test_zstd.txt）
3、执行结果
指定输出文件：
./test.txt : 28.18% ( 110 B => 31 B, ./test_zstd.txt) 默认输出文件：
./test.txt : 28.18% ( 110 B => 31 B, ./test.txt.zst) 结果分析：
20.18% ：表示压缩比例，31/110=0.2818；
./test_zstd.txt ：表示指定的压缩输出文件；
./test.txt.zst ：表示默认的压缩输出文件；
1.2.2、数据解压：
1、确定需要解压的数据文件（当前使用上面压缩的文件：test_zstd.txt 、test.txt.zst）
2、在终端输入以下命令
指定的需解压文件及指定输出文件
./zstd -d ./test_zstd.txt -o ./test_de.txt 默认格式的需解压文件及不指定输出文件
./zstd -d ./test.txt.zst 3、执行结果
指定的需解压文件及指定输出文件
./test_zstd.txt : 110 bytes 默认格式的需解压文件及不指定输出文件
zstd: ./test.txt already exists; overwrite (y/n) ? y ./test.txt.zst : 110 bytes 结果分析：
110 bytes ：表示解压后的文件大小；
zstd: ./test.txt already exists; overwrite (y/n) ：表示当前目录下存在test.txt文件，询问是否需要覆盖；
1.2.3、版本显示：
在终端输入以下命令:
命令1：
./zstd -V 命令2：
./zstd --version 执行结果：
命令1：
*** Zstandard CLI (64-bit) v1.5.5, by Yann Collet *** 命令2：
*** Zstandard CLI (64-bit) v1.5.5, by Yann Collet *** 2、c代码（gcc编译举例）：
2.1、库文件移植：
将 gcc_lib 中的 include 和 lib 文件夹拷贝到需要的程序路径下（如：ThirdParty/gcc/zstd_1.5.5/）
2.2、配置cmakelists：
set(ZSTD_INCLUDE_DIRS ThirdParty/gcc/zstd_1.5.5/include) set(ZSTD_LIBDIR ThirdParty/gcc/zstd_1.5.5/lib) include_directories(${ZSTD_INCLUDE_DIRS}) link_directories(${ZSTD_LIBDIR}) set(ZSTD_LIBS libzstd.so) target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${ZSTD_LIBS} ) 2.3、测试代码：
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/time.h> #include <time.h> #include "zstd.h" #define LOG(fmt,arg...) printf("[%s]" fmt "\r\n",__FUNCTION__,##arg); long long get_sys_time_us(void) { long long time_us = 0; struct timeval sys_current_time; gettimeofday(&sys_current_time, NULL); time_us = (long long)sys_current_time.tv_sec * 1000000 + sys_current_time.tv_usec; return time_us; } void zstd_compress_test(void) { // 压缩 char *src0 = "12345678901234567890123456789012345678901234567890"; char dst0[64] = {0}; int src0_size = strlen(src0) + 1; int max_dst0_size = sizeof(dst0); int dst0_compress_size = 0; LOG("before compress = %s, bytes = %d", src0, src0_size); if (src0_size < max_dst0_size) { long long compress_start_time = get_sys_time_us(); dst0_compress_size = ZSTD_compress(dst0, max_dst0_size, src0, src0_size, 21); long long compress_end_time = get_sys_time_us(); LOG("after compress = %s, bytes = %d", dst0, (int)strlen(dst0)); LOG("compress_time = %lld us", compress_end_time - compress_start_time); } else { LOG("compress error! src0_size >= max_dst0_size"); } // 解压 char src1[64] = {0}; char dst1[64] = {0}; int compressed_size = dst0_compress_size; int max_decompressed_size = sizeof(dst1); int dst1_decompress_size = 0; if (dst0_compress_size < max_decompressed_size) { memcpy(src1, dst0, dst0_compress_size); LOG("before decompress = %s, bytes = %d", src1, (int)strlen(src1)); } else { LOG("dst0_compress_size >= max_decompressed_size"); } if (compressed_size < max_decompressed_size) { long long decompress_start_time = get_sys_time_us(); dst1_decompress_size = ZSTD_decompress(dst1, max_decompressed_size, src1, compressed_size); long long decompress_end_time = get_sys_time_us(); LOG("after decompress = %s, bytes = %d", dst1, dst1_decompress_size); LOG("decompress_time = %lld us", decompress_end_time - decompress_start_time); } else { LOG("decompress error! compressed_size >= max_decompressed_size"); } } int main(int argc, char *argv[]) { LOG("=================================================================================="); zstd_compress_test(); return 0; } 编译后执行可执行文件生成的结果如下
[main]================================================================================== [zstd_compress_test]before compress = 12345678901234567890123456789012345678901234567890, bytes = 51 [zstd_compress_test]after compress = (�/� 3�, bytes = 7 [zstd_compress_test]compress_time = 3493 us [zstd_compress_test]before decompress = (�/� 3�, bytes = 7 [zstd_compress_test]after decompress = 12345678901234567890123456789012345678901234567890, bytes = 51 [zstd_compress_test]decompress_time = 415 us 从测试结果可以得知压缩时间是3493us，压缩字节从51个字节压缩成7个字节；解压时间是415us，解压后的数据和压缩前数据一致；
2.4、函数说明：
压缩函数： ZSTD_compress( void* dst, size_t dstCapacity, const void* src, size_t srcSize, int compressionLevel); 输入： dst:存放压缩后数据的地址； dstCapacity：存放压缩后数据的大小； src：压缩源数据地址； srcSize：压缩源数据大小； compressionLevel：压缩等级，0-100 ，默认是3，压缩等级越高压缩效率越高，但时间越长，但到达一定的压缩量后压缩效率会无法提升； 输出： 压缩成功，返回压缩的数据大小， 压缩失败，返回错误代码(可以使用ZSTD_isError()进行测试)。 解压函数： ZSTD_decompress( void* dst, size_t dstCapacity, const void* src, size_t compressedSize); 输入： dst：存放解压缩后数据的地址； dstCapacity：存放解压缩后数据的大小； src：解压缩的源数据地址； compressedSize：解压缩源数据大小； 输出： 解压缩成功，返回解压缩的数据大小， 解压缩失败，返回错误代码(可以使用ZSTD_isError()进行测试)。 总结：
zstd 压缩算法相对于lz4的压缩时间更快，压缩效率更高一些。
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