使用多达 4 个线程的 Delta 压缩 - Shell-Bash

简介

本文介绍如何使用 Shell-Bash 编写一个支持使用多达 4 个线程的 Delta 压缩工具。Delta 压缩是一种基于前后文差异的压缩算法，可以通过对数据差异部分的压缩来达到较高的压缩率。

实现思路

Delta 压缩的实现思路比较简单，将原始数据分为两部分：基准数据和增量数据。基准数据是先前已经传输或存储的数据，增量数据只是基准数据的相对差异部分。通过传输或存储增量数据来达到较高的压缩率。

在本文中，我们的实现思路是针对输入数据进行分块处理，并对每个块进行 Delta 压缩，最后将所有块的增量数据拼接起来输出。同时，为了提高效率，我们采用多线程并发处理每个块的压缩任务。

实现步骤

步骤一：安装必要工具

为了实现本次实验，我们需要安装 dd 命令和 xdelta3 工具，前者用于切割输入数据，后者用于对每个块进行 Delta 压缩:

sudo apt-get install xdelta3

步骤二：编写 shell 脚本

首先，我们需要将输入数据分块。我们可以使用 dd 命令将输入数据分为多个固定大小的块。可以根据数据大小和计算机性能来设定块大小，一般设置 256 KB ~ 1MB 较为合适:

BLOCK_SIZE=1024
dd if=$1 of=$1.bs bs=$BLOCK_SIZE

接下来，我们需要对每个块进行 Delta 压缩。为了提高效率，我们可以使用多线程并发处理每个块。可以使用 xargs 命令将所有块文件名传递给压缩脚本，并设定 -P 参数来指定线程数:

COMPRESS_THREADS=4
find . -maxdepth 1 -type f -name "*.bs" -print0 | xargs -0 -I{} -n1 -P$COMPRESS_THREADS sh -c 'xdelta3 -e -B "$1" "${1%.bs}.delta" < "$1"' -- {}

在压缩完成后，我们将所有块的增量数据拼接起来输出:

cat *.delta > $1.delta

最后，我们需要清理中间文件:

rm *.bs
rm *.delta

至此，我们的 shell 脚本完成了。

结束语

在本文中，我们介绍了如何使用 Shell-Bash 编写一个支持使用多达 4 个线程的 Delta 压缩工具。通过实现该工具，可以帮助您加深对多线程并发编程和 Delta 压缩算法的理解。