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Zstandard

壓縮演算法

Zstandard（或Zstd）是由Facebook的Yann Collet（英语：Yann Collet）开发的一个无损数据压缩算法。该名称也指其C语言的参考实现。第1版的实现于2016年8月31日发布为自由软件[2][3][4]

Zstandard
原作者Yann Collet
开发者Yann Collet、Przemysław Skibiński（inikep）
首次发布2015年1月24日 (2015-01-24)
当前版本1.5.6（2024年3月31日，​6个月前​（2024-03-31）[1]）
原始码库
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编程语言C、C++
操作系统跨平台
平台可移植
类型数据压缩
许可协议双许可：BSD许可证, GPLv2
网站facebook.github.io/zstd/

特色

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设计Zstandard的目的是提供一个类似于DEFLATE算法的压缩比，但更快，特别是解压缩快的算法。它的压缩级别从负5级（最快）到22级（压缩速度最慢，但是压缩比最高）可以调节。[5]

zstd包里面有压缩和解压缩的并行（多线程）实现。从1.3.2版本(2017年10月)开始，zstd 有选择地实现非常长的搜索和重复数据消除（--long，128MiB窗口），类似于rzip或lrzip。[6]

压缩速度在最快和最慢级别之间可以相差20倍或更多，而解压缩速度统统很快，在最快和最慢级别之间相差不到20%。[7] Zstandard命令行有一个“自适应”（--adapt）模式，根据I/O条件改变压缩级别，主要是写入输出的速度。

Zstd在其最大压缩级别下的压缩比接近lzma、lzham和ppmx，并且比lza或bzip2性能更好。[8][9] Zstandard达到了当前的帕累托最优，因为它解压缩的速度比任何其他当前可用的算法都要快，并且有类似的或者更好的压缩比。[10][11]

字典对小文件的压缩比有很大的影响，所以Zstandard可以使用用户提供的压缩字典。它还提供了一种训练模式，能够从一组样本生成一个字典。[12][13] 特别是，可以加载一个字典来处理文件之间具有冗余的大型文件集，但不一定在每个文件（例如日志文件）内。

使用情况

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Zstandard
扩展名
.zst
互联网媒体类型
application/zstd[14]
格式类型数据压缩

Linux内核自2017年11月以来就包含了Zstandard (4.14版本) ，作为btrfs和squashfs文件系统的压缩方法。[15][16][17]

2017年，Allan Jude将Zstandard集成到FreeBSD内核中，[18] 用于概念验证OpenZFS压缩方法。[7] 随后，它受集成为核心转储（英语：Core dump，中国大陆作核心转储，台湾作核心倾印）（用户程序和内核崩溃）的压缩器选项。

AWS Redshift和RocksDB数据库支持使用Zstandard进行字段压缩。[19]

2018年3月，Canonical在Ubuntu Linux发行版中测试了[20]默认使用zstd作为deb包压缩方法。与deb包的xz压缩相比，级别19的zstd解压缩速度要快得多，但代价是包文件大小增加了6%。Debian开发者Ian Jackson希望再等几年再官方采用zstd来打包。[21][22][23]

2018年，该算法发布为 RFC 8478，它还定义了相关的媒体类型“application/zstd”、文件扩展名“zst”和HTTP内容编码“zstd”。[24]

2019年10月，随着pacman 5.2包管理器的发布，Arch Linux增加了对zstd包压缩方法的支持，[25] 2020年1月，官方仓库中的包从xz转换为zstd。Arch采用zstd -c -T0 --ultra -20 -，与xz相比，所有压缩档的大小增加了0.8%，解压速度提高了1300%；当使用多个线程时，解压内存增加了50 MiB，压缩内存会增加，但会随着使用的线程数而扩展。[26][27][28][29] 在.NSZ / .XCZ文件格式中完整实现了该算法以及多种压缩等级，[30] 由任天堂Switch混合游戏机的自制社区开发。[31]

许可协议

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参考实现以BSD许可证授权，发布在GitHub上。自1.0版本以来，它有额外的专利权许可。[32]

自1.3.1版，[33]拿掉此专利权许可，授权改成BSD + GPLv2双授权。[34]

参见

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参考资料

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  1. ^ Zstandard v1.5.6 - Chrome Edition. （原始内容存档于2024-10-17） –通过GitHub. 
  2. ^ Sergio De Simone, Facebook Open-Sources New Compression Algorithm Outperforming Zlib （页面存档备份，存于互联网档案馆）（英文） / InfoQ, Sep 02, 2016
  3. ^ Facebook开源新的压缩算法，性能超zlib. InfoQ. 2016-09-06 [2017-06-11]. （原始内容存档于2018-11-02） （中文（中国大陆））. 
  4. ^ Life imitates satire: Facebook touts zlib killer just like Silicon Valley's Pied Piper. The Register. 2016-08-31 [2016-09-06]. （原始内容存档于2018-11-23）. 
  5. ^ https://github.com/facebook/zstd/releases/tag/v1.3.4 （页面存档备份，存于互联网档案馆） Faster compression levels
  6. ^ Command Line Interface for Zstandard library. GitHub （英语）. 
  7. ^ 7.0 7.1 ZStandard in ZFS (PDF). open-zfs.org. 2017 [2019-04-20]. （原始内容存档 (PDF)于2019-12-18）. 
  8. ^ Matt Mahoney. Silesia Open Source Compression Benchmark. [2019-05-10]. （原始内容存档于2022-01-21）. 
  9. ^ Matt Mahoney. Large Text Compression Benchmark, .2157 zstd. 2016-08-29 [2016-09-01]. （原始内容存档于2022-03-31）. 
  10. ^ TurboBench: Static/Dynamic web content compression benchmark, PowTurbo, [2020-06-13], （原始内容存档于2022-03-17） 
  11. ^ Matt Mahoney, Silesia Open Source Compression Benchmark, [2020-06-13], （原始内容存档于2022-01-21） 
  12. ^ Facebook developers report massive speedups and compression ratio improvements when using dictionaries (PDF). [2020-06-13]. （原始内容存档 (PDF)于2018-01-25）. 
  13. ^ Smaller and faster data compression with Zstandard. Facebook. 31 August 2016 [2017-06-11]. （原始内容存档于2020-11-08）. 
  14. ^ Zstandard Compression and the application/zstd Media Type. Tools.ietf.org [2019-06-13]. RFC 8478. 
  15. ^ The rest of the 4.14 merge window [LWN.net]. lwn.net. [2020-06-13]. （原始内容存档于2021-11-22）. 
  16. ^ Linux_4.14 - Linux Kernel Newbies. Kernelnewbies.org. [2018-08-16]. （原始内容存档于2018-01-10）. 
  17. ^ Zstd Compression For Btrfs & Squashfs Set For Linux 4.14, Already Used Within Facebook - Phoronix. www.phoronix.com. [2020-06-13]. （原始内容存档于2019-07-25）. 
  18. ^ https://github.com/freebsd/freebsd/commit/28ef16535cde21eeeaf75f6006b3a77952b3b51
  19. ^ Zstandard Encoding - Amazon Redshift. 20 April 2019 [2020-06-13]. （原始内容存档于2021-08-14）. 
  20. ^ Larabel, Michael. Canonical Working On Zstd-Compressed Debian Packages For Ubuntu. phoronix.com. Phoronix Media. 12 March 2018 [29 October 2019]. （原始内容存档于2021-08-16）. The developers at Canonical are considering a feature freeze exception to get this newly-developed Zstd Apt/Dpkg support in Ubuntu 18.04 LTS. In doing so, they mention they would be looking at enabling Zstd compression for packages by default in Ubuntu 18.10. 
  21. ^ New Ubuntu Installs Could Be Speed Up by 10% with the Zstd Compression Algorithm. Softpedia. Mar 12, 2018 [13 August 2018]. （原始内容存档于2021-10-06）. 
  22. ^ Canonical Working On Zstd-Compressed Debian Packages For Ubuntu. phoronix. 12 March 2018 [13 August 2018]. （原始内容存档于2021-08-16） （英语）. 
  23. ^ RFC: Support for zstd in .deb包 packages? （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Ian Jackson, 2018-04-27.
  24. ^ Collet, Yann; Kucherawy, Murray, RFC 8478: Zstandard Compression and the application/zstd Media Type, Internet Engineering Task Force Request for Comments, Menlo Park, CA: IETF Trust, 2018 
  25. ^ 存档副本. [2020-06-13]. （原始内容存档于2022-03-18）. 
  26. ^ Broda, Robin. Now using Zstandard instead of xz for package compression. Arch Linux. 2020-01-04 [2020-01-05]. （原始内容存档于2022-03-18）. 
  27. ^ [arch-dev-public RFC: (devtools) Changing default compression method to zstd] （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Robin Broda, 2019-03-25.
  28. ^ Clarify zstd compressor output compatibility guarantees across versions （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Yann Collet, assuring important for the same binary result is zstd version and compression level, 2019-03-18.
  29. ^ makepkg.conf: change default compression method to zstd （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Robin Broda, Levente Polyak, default compression with zstd -c -T0 --ultra -20 -, 2019-12-27.
  30. ^ RELEASE - nsZip - NSP compressor/decompressor to reduce storage. GBAtemp.net - The Independent Video Game Community. [2019-11-03]. （原始内容存档于2021-08-15） （美国英语）. 
  31. ^ Bosshard, Nico, nsZip is a tool to compress/decompress Nintendo Switch games using the here specified NSZ file format: nicoboss/nsZip, 2019-10-31 [2019-11-03], （原始内容存档于2022-03-27） 
  32. ^ zstd/PATENTS "Additional Grant of Patent Rights Version 2" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Facebook
  33. ^ "Zstd v1.3.1 release" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, GitHub "facebook/zstd"
  34. ^ "New license" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, GitHub "facebook/zstd"

外部链接

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