Linux 壓縮算法大比試

Linux 上有很多壓縮算法，最廣為人知的是 compress、gzip、bzip2 等等，它們有多好？壓縮率最高是哪一個？壓縮速度最快的是誰？解壓夠快嗎？今天我們找來幾個來進行比試。

參賽名單

我們的參賽者包括：

1. gzip (https://www.gnu.org/software/gzip/)

2. xz (https://tukaani.org/xz/)

3. lz4 (https://github.com/Cyan4973/lz4)

4. zstd (https://github.com/facebook/zstd)

5. lzop (https://www.lzop.org/)

6. bzip2 (https://sourceware.org/bzip2/)

以上列出的網址只供參考，要安裝的話只需要使用 apt 或者 yum 等便可以，非常簡單。

純文字檔案壓縮比試

測試設定

我隨機從 Linux 系統的英語字典 /usr/share/dict/american-english 中抽取英文字，每個一行，湊合成一個大約 32 MB 的檔案。製作這個檔案只需幾行 Python 程式，比較簡單，缺點是不夠真實，例如常用字 is、are、he、she、it 之類，出現的機率遠遠低於真實的情況，相反冷僻字的機率卻比真實情況高。但是找一份 32 MB 的純文字檔案並不容易，把很多份文字檔案結合起來湊整一個這麼大的檔案，又很花時間和功夫，所以我採用了現在的方法。

每一個壓縮算法都會使用最大壓縮率（通常較慢）和最小壓縮率（通常較快）進行測試，每次測試進行三次然後去平均值，採用 Linux 的 time 指令來計時，例如

1

time bzip2 -1 test.txt

原始測試結果

以下是壓縮率和所花時間的原始數據：

評語

壓縮率最高的是 zstd -19 和 xz -9，但是他們所花的時間也很可觀，如果不介意犧牲一點兒壓縮率的話，bzip2 -9 是第二佳選擇，不過速度則提升了十倍以上。

速度最快的是 lz4 -1，不用一秒便壓縮完 32 MB 的檔案，lzop -1 和 zstd -1 也不差，所花的時間不超過兩秒，三者之中 zstd -1 的壓縮率顯然比較優勝，追求速度的話這是比較好的選擇。

解壓方面，我們只需要考慮速度，最快的是 lz4，它以驚人的不足五分之一秒解壓 32MB 的壓縮檔案，可惜 lz4 的壓縮率不算高，如果只考慮壓縮率最高的 zstd、xz 和 bzip2，解壓最快的是 zstd，其次是 xz，最慢的是 bzip2，bzip2 同時也是所有參賽者中解壓最慢的。

二進位檔案壓縮比試

測試設定

我在 /bin 找一個最大的執行檔來測試：

1

ls -Sh /bin

這個檔案大約 10MB，然後用相同的測試程序，那就是每一個壓縮算法都會使用最大和最小壓縮率進行測試，每次測試進行三次然後去平均值，採用 Linux 的 time 指令來計時。

原始測試結果

以下是壓縮率和所花時間的原始數據：

評語

壓縮率最高的是 xz -9，zstd -19 則緊隨其後，令人驚訝的是第三位竟然的 xz -0，這個 xz 工具的最低壓縮率設定，打敗了很多其他工具的最大壓縮率。這三者的壓縮速度同樣是按這個次序排列，即是說 xz -9 最慢，xz -0 最快。

速度最快的是 lz4 -1 和 lzop -1，不足十分之一秒便壓縮完 10 MB 的二進位檔案，zstd -1 也不差，所花的時間不超過五分之一秒，三者之中 zstd -1 的壓縮率顯然比較優勝，追求速度的話這是比較好的選擇。

解壓方面，我們只需要考慮速度，最快的是 lz4，它以驚人的不足十六分之一秒完成解壓，可惜 lz4 的壓縮率不算高，如果只考慮壓縮率最高的 xz 和 zstd，zstd 以比對手快十倍的速度勝出。

總結

純文字檔案來說，zstd -9 和 xz -9 的壓縮率最高，但速度比第三位的 bzip -9 慢得多，bzip -9 可說是速度與壓縮率之間取得一個不錯的平衡。

二進位檔案來說，xz -9 的壓縮率最高，但若果要取得速度與壓縮率的平衡，xz -0 是比較好的選擇。

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