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Zstandard

壓縮演算法

Zstandard（或Zstd）是由Facebook的Yann Collet（英語：Yann Collet）開發的一個無失真數據壓縮演算法。該名稱也指其C語言的參考實作。第1版的實作於2016年8月31日釋出為自由軟件[2][3][4]

Zstandard
原作者Yann Collet
開發者Yann Collet、Przemysław Skibiński（inikep）
首次釋出2015年1月24日 (2015-01-24)
目前版本1.5.6（2024年3月31日，​7個月前​（2024-03-31）[1]）
原始碼庫
編輯維基數據連結
程式語言C、C++
作業系統跨平台
平台可移植
類型數據壓縮
特許條款雙特許：BSD特許條款, GPLv2
網站facebook.github.io/zstd/

特色

設計Zstandard的目的是提供一個類似於DEFLATE演算法的壓縮比，但更快，特別是解壓縮快的演算法。它的壓縮等級從負5級（最快）到22級（壓縮速度最慢，但是壓縮比最高）可以調整。[5]

zstd套件裏面有壓縮和解壓縮的並列（多線程）實作。從1.3.2版本(2017年10月)開始，zstd 有選擇地進行非常長的搜尋和重複數據消除（--long，128MiB窗口），類似於rzip或lrzip。[6]

壓縮速度在最快和最慢級別之間可以相差20倍或更多，而解壓縮速度統統很快，在最快和最慢級別之間相差不到20%。[7] Zstandard命令列有一個「自動調整」（--adapt）模式，根據I/O條件改變壓縮等級，主要是寫入輸出的速度。

Zstd在其最大壓縮等級下的壓縮比接近lzma、lzham和ppmx，並且比lza或bzip2效能更好。[8][9] Zstandard達到了目前的柏拉圖最適性，因為它解壓縮的速度比任何其他目前可用的演算法都要快，並且有類似的或者更好的壓縮比。[10][11]

字典對小檔案的壓縮比有很大的影響，所以Zstandard可以使用用戶提供的壓縮字典。它還提供了一種訓練模式，能夠從一組樣本生成一個字典。[12][13] 特別是，可以載入一個字典來處理檔案之間具有冗餘的大型檔案集，但不一定在每個檔案（例如紀錄檔檔案）內。

使用情況

Zstandard
副檔名
.zst
網路媒體型式
application/zstd[14]
格式類型數據壓縮

Linux內核自2017年11月以來就套件含了Zstandard (4.14版本) ，作為btrfs和squashfs檔案系統的壓縮方法。[15][16][17]

2017年，Allan Jude將Zstandard整合到FreeBSD內核中，[18] 用於概念驗證OpenZFS壓縮方法。[7] 隨後，它受整合為核心傾印（英語：Core dump，中國大陸作核心轉儲，台灣作核心傾印）（用戶程式和內核崩潰）的壓縮器選項。

AWS Redshift和RocksDB資料庫支援使用Zstandard進行欄位壓縮。[19]

2018年3月，Canonical在Ubuntu Linux發行版中測試了[20]預設使用zstd作為deb壓縮方法。與deb的xz壓縮相比，等級19的zstd解壓縮速度要快得多，但代價是套件檔案大小增加了6%。Debian開發者Ian Jackson希望再等幾年再官方採用zstd來封裝。[21][22][23]

2018年，該演算法釋出為 RFC 8478，它還定義了相關的媒體類型「application/zstd」、副檔名「zst」和HTTP內容編碼「zstd」。[24]

2019年10月，隨着pacman 5.2套件管理器的釋出，Arch Linux增加了對zstd套件壓縮方法的支援，[25] 2020年1月，官方儲存庫中的套件從xz轉換為zstd。Arch採用zstd -c -T0 --ultra -20 -，與xz相比，所有壓縮檔的大小增加了0.8%，解壓速度提高了1300%；當使用多個線程時，解壓主記憶體增加了50 MiB，壓縮主記憶體會增加，但會隨着使用的線程數而擴充。[26][27][28][29] 在.NSZ / .XCZ檔案格式中完整實作了該演算法以及多種壓縮等級，[30] 由任天堂Switch混合遊戲機的自製社區開發。[31]

特許條款

參考實作以BSD特許條款授權，釋出在GitHub上。自1.0版本以來，它有額外的專利權特許。[32]

自1.3.1版，[33]拿掉此專利權特許，授權改成BSD + GPLv2雙授權。[34]

參見

參考資料

  1. ^ Zstandard v1.5.6 - Chrome Edition. （原始內容存檔於2024-10-17） –透過GitHub. 
  2. ^ Sergio De Simone, Facebook Open-Sources New Compression Algorithm Outperforming Zlib （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）（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]. （原始內容存檔於2018-11-02） （中文（中國大陸））. 
  4. ^ Life imitates satire: Facebook touts zlib killer just like Silicon Valley's Pied Piper. The Register. 2016-08-31 [2016-09-06]. （原始內容存檔於2018-11-23）. 
  5. ^ https://github.com/facebook/zstd/releases/tag/v1.3.4 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Faster compression levels
  6. ^ Command Line Interface for Zstandard library. GitHub （英語）. 
  7. ^ 7.0 7.1 ZStandard in ZFS (PDF). open-zfs.org. 2017 [2019-04-20]. （原始內容存檔 (PDF)於2019-12-18）. 
  8. ^ Matt Mahoney. Silesia Open Source Compression Benchmark. [2019-05-10]. （原始內容存檔於2022-01-21）. 
  9. ^ Matt Mahoney. Large Text Compression Benchmark, .2157 zstd. 2016-08-29 [2016-09-01]. （原始內容存檔於2022-03-31）. 
  10. ^ TurboBench: Static/Dynamic web content compression benchmark, PowTurbo, [2020-06-13], （原始內容存檔於2022-03-17） 
  11. ^ Matt Mahoney, Silesia Open Source Compression Benchmark, [2020-06-13], （原始內容存檔於2022-01-21） 
  12. ^ Facebook developers report massive speedups and compression ratio improvements when using dictionaries (PDF). [2020-06-13]. （原始內容存檔 (PDF)於2018-01-25）. 
  13. ^ Smaller and faster data compression with Zstandard. Facebook. 31 August 2016 [2017-06-11]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2021-11-22）. 
  16. ^ Linux_4.14 - Linux Kernel Newbies. Kernelnewbies.org. [2018-08-16]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2019-07-25）. 
  18. ^ https://github.com/freebsd/freebsd/commit/28ef16535cde21eeeaf75f6006b3a77952b3b51
  19. ^ Zstandard Encoding - Amazon Redshift. 20 April 2019 [2020-06-13]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2021-10-06）. 
  22. ^ Canonical Working On Zstd-Compressed Debian Packages For Ubuntu. phoronix. 12 March 2018 [13 August 2018]. （原始內容存檔於2021-08-16） （英語）. 
  23. ^ RFC: Support for zstd in .deb packages? （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, 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]. （原始內容存檔於2022-03-18）. 
  26. ^ Broda, Robin. Now using Zstandard instead of xz for package compression. Arch Linux. 2020-01-04 [2020-01-05]. （原始內容存檔於2022-03-18）. 
  27. ^ [arch-dev-public RFC: (devtools) Changing default compression method to zstd] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Robin Broda, 2019-03-25.
  28. ^ Clarify zstd compressor output compatibility guarantees across versions （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, 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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, 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]. （原始內容存檔於2021-08-15） （美國英語）. 
  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], （原始內容存檔於2022-03-27） 
  32. ^ zstd/PATENTS "Additional Grant of Patent Rights Version 2" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Facebook
  33. ^ "Zstd v1.3.1 release" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, GitHub "facebook/zstd"
  34. ^ "New license" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, GitHub "facebook/zstd"

外部連結

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