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Zstd(Zstandard)助力网站备份利器

2023-01-12 0 42
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我们称 Zstandard 或 Zstd 是一种快速的无损压缩算法,是针对 zlib 级别的实时压缩方案,以及更好的压缩比。它由一个非常快的熵阶段,由 Huff0 和 FSE 库提供。这个项目是作为开源的 BSD 许可收费的库,以及一个生成和解码 .zst 格式。Zstd(Zstandard)助力网站备份利器
Zstd 还可以压缩速度为代价提供更强的压缩比,Speed vs Rtrade 可以通过小增量进行配置。在所有设置中,解压速度保持不变,并在所有 LZ压缩算法( 比如 zlib 或者lzma) 共享的属性中保持不变。Zstd(Zstandard)助力网站备份利器以前的压缩方式,都是适用于典型文件和二进制的压缩方案( MB/GB)的情况。然而,要压缩的数据量越小,压缩就越困难。这是所有压缩算法都存在的问题,原因是压缩算法从过去的数据中学习如何压缩未来的数据。但是在一个新的数据集的开始,没有“过去”可以参考。

为了解决这种情况,Zstd 提供了一种新的训练模式,可以使用这种模式对所选数据类型的算法进行调优。 训练 Zstandard 是通过提供一些样本(每个样本一个文件)来实现的,训练的结果存储在称为“字典”的文件中,该文件必须在压缩和解压缩之前加载。使用此字典,可以在小数据上实现的压缩率大大提高。

如果在一组小的数据样本中存在某种相关性,那么训练就是有效的。一个字典的数据越具体,它的效率就越高(没有通用字典)。因此,为每种类型的数据部署一个字典将带来最大的好处。字典增益在前几个 KB 中最有效。然后,压缩算法将逐步使用先前解码的内容,以更好地压缩文件的其余部分。

字典压缩使用示例

  • 训练字典

zstd –train FullPathToTrainingSet/* -o dictionaryName

  • 用字典压缩

zstd -D dictionaryName FILE

  • 用字典解压缩

zstd -D dictionaryName –decompress FILE.zst

参数命令

主要介绍 zstd 工具的安装和全部的参数命令

安装方式

  • Ubuntu

apt install zstd

  • CentOS

yum install zstd

  • 编译安装

git clone https://github.com/facebook/zstd.git

cd zstd && make && sudo make install

  • 如果已经通过yum安装过或者首次安装的,都建议复制覆盖zstd到/usr/bin/,否则在部分SH脚本里会出现找不到命令的错误

cp /usr/local/bin/zstd /usr/bin/

使用方式

zstd [args] [FILE(s)] [-o file]

参数选项

-# : 压缩级别(1-19,默认值为3)
-d : 解压
-D file: 使用文件作为字典
-o file: 结果存储在文件中
-f : 在没有提示的情况下覆盖输出并(解压)压缩链接
–rm : 成功解压缩后删除源文件
-k : 保存源文件(默认)
-h/-H : 显示帮助/长帮助并退出

高级选项

-V : 显示版本号并退出
-v : 详细模式
-q : 静默输出
-c : 强制写入标准输出
-l : 输出zstd压缩包中的信息
–ultra : 启用超过19级,最多22级(需要更多内存)
-T# : 使用几个线程进行压缩(默认值:1个)
-r : 递归地操作目录
–format=gzip : 将文件压缩为.gz格式
-M# : 为解压设置内存使用限制

字典生成器

–train ## : 从一组训练文件中创建一个字典
–train-cover[=k=#,d=#,steps=#] : 使用带有可选参数的cover算法
–train-legacy[=s=#] : 有选择性地使用遗留算法(默认值:9)
-o file : “file”是字典名(默认:字典)
–maxdict=# : 将字典限制为指定大小(默认值:112640)
–dictID=# : 强制字典ID为指定值(默认:随机)

性能测试参数

-b# : 基准测试文件,使用#压缩级别(默认为1)
-e# : 测试从-bX到#的所有压缩级别(默认值:1)
-i# : 最小计算时间(秒)(默认为3s)
-B# : 将文件切成大小为#个独立块(默认:无块)
–priority=rt : 将进程优先级设置为实时

使用技巧

主要介绍一些关于 zstd 工具的使用示例和参数解释

 简单使用

将一个文件压缩成一个后缀为.zst的新文件
如果命令后面没有文件或文件为-的话,则读取标准输入

zstd file

在压缩操作后删除源文件
默认情况下,源文件在成功压缩或解压缩后不会被删除

zstd –rm file

解压zst压缩包

zstd -d file.zst

解压zst压缩包到标准输出

zstd -dc file.zst

查看zst压缩包

zstd -l file.zst
zstdcat file.zst

高级用法

  • 输出详细信息

zstd -v file
zstd -v -d file.zst

  • 压缩一个文件同时指定压缩级别(19最高,0最低,3为默认)

zstd -level file
zstd -9 file

使用更多的内存(压缩和解压时)以达到更高的压缩比

zstd –ultra -level file

  • 解压缩为单进程

多个进程并发执行压缩过程(0表示自动使用所有CPU核心)

zstd -T0 file
zstd -T4 file
zstd -T4 -d file.zst

  • 压缩文件夹(必须和tar整合,貌似没有直接命令)

方法一

先tar压缩再zstd压缩

tar cvf nginx.tar /etc/nginx;zstd nginx.tar

 方法二

tar -I zstd -cvf nginx.tar.zst /etc/nginx

 方法三(tar-1.31及以上版本)

tar cvfa nginx.tar.zst /etc/nginx

 方法四(tar-1.31及以上版本,不建议,太慢)

tar cvfz nginx.tar.zst /etc/nginx

解压缩文件夹

tar解压

tar -I zstd -xvf a.zst

 tar解压(tar-1.31及以上版本)

tar xvf s.tar.zst

站长认为无论是本地备份还是云备份的时候用Zstd压缩一下,可以节省不少的流量消耗的,对于云备份来说降低了成本,本地备份节省了上传和下载的时间成本,未来研究一下bakcup.sh脚本支持Zstd压缩算法直接备份成.zst格式的就更加的方便了,有时间研究一下!

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