我试图通过切换到 C 来加速我最初用 Java 编写的 TIFF 编码器并编译了 Zlib 1.2.8 定义了 Z_SOLO 和最小 C 文件集:adler32.c、crc32.c、deflate.c、trees.c 和 zutil.c。 Java 正在使用 java.util.zip.Deflater .

我编写了一个简单的测试程序来评估压缩级别和速度方面的性能，但我感到困惑的是，无论我需要什么级别，考虑到更高级别所需的时间越来越长，压缩并没有那么多。我还惊讶于 Java 实际上在压缩和速度方面比 Visual Studio 发布编译 (VC2010) 表现得更好:

Java:

Level 1 : 8424865 => 6215200 (73,8%) in 247 cycles.
Level 2 : 8424865 => 6178098 (73,3%) in 254 cycles.
Level 3 : 8424865 => 6181716 (73,4%) in 269 cycles.
Level 4 : 8424865 => 6337236 (75,2%) in 334 cycles.
Level 5 : 8424865 => 6331902 (75,2%) in 376 cycles.
Level 6 : 8424865 => 6333914 (75,2%) in 395 cycles.
Level 7 : 8424865 => 6333350 (75,2%) in 400 cycles.
Level 8 : 8424865 => 6331986 (75,2%) in 437 cycles.
Level 9 : 8424865 => 6331598 (75,2%) in 533 cycles.

C:

Level 1 : 8424865 => 6215586 (73.8%) in 298 cycles.
Level 2 : 8424865 => 6195280 (73.5%) in 309 cycles.
Level 3 : 8424865 => 6182748 (73.4%) in 331 cycles.
Level 4 : 8424865 => 6337942 (75.2%) in 406 cycles.
Level 5 : 8424865 => 6339203 (75.2%) in 457 cycles.
Level 6 : 8424865 => 6337100 (75.2%) in 481 cycles.
Level 7 : 8424865 => 6336396 (75.2%) in 492 cycles.
Level 8 : 8424865 => 6334293 (75.2%) in 547 cycles.
Level 9 : 8424865 => 6333084 (75.2%) in 688 cycles.

我是唯一一个见证这样结果的人吗？我的猜测是 JVM 中的 Zlib 使用的是我未包含在我的 C 项目中的程序集类型优化，或者我在编译 Zlib 时缺少明显的配置步骤(或 Visual Studio 编译器很烂)。

以下是两个片段:

Java:

public static void main(String[] args) throws IOException {
    byte[] pix = Files.readAllBytes(Paths.get("MY_MOSTLY_UNCOMPRESSED.TIFF"));
    int szin = pix.length;
    byte[] buf = new byte[szin*101/100];
    int szout;
    long t0, t1;

    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        t0 = System.currentTimeMillis();
        Deflater deflater = new Deflater(i);
        deflater.setInput(pix);
        szout = deflater.deflate(buf);
        deflater.finish();
        t1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(String.format("Level %d : %d => %d (%.1f%%) in %d cycles.", i, szin, szout, 100.0f*szout/szin, t1 - t0));
    }
}

C:

#include <time.h>
#define SZIN 9000000
#define SZOUT 10000000
void main(void)
{
    static unsigned char buf[SZIN];
    static unsigned char out[SZOUT];
    clock_t t0, t1;
    int i, ret;
    uLongf sz, szin;
    FILE* f = fopen("MY_MOSTLY_UNCOMPRESSED.TIFF", "rb");
    szin = fread(buf, 1, SZIN, f);
    fclose(f);

    for (i = 1; i <= 9; i++) {
        sz = SZOUT;
        t0 = clock();
        compress2(out, &sz, buf, szin, i); // I rewrote compress2, as it's not available when Z_SOLO is defined
        t1 = clock();
        printf("Level %d : %d => %d (%.1f%%) in %ld cycles.\n", i, szin, sz, 100.0f*sz/szin, t1 - t0);
    }
}

编辑:

在@MarkAdler 的评论之后，我通过deflateInit2() 尝试了不同的压缩策略(即Z_FILTERED 和Z_HUFFMAN_ONLY):

Z_FILTERED:

Level 1 : 8424865 => 6215586 (73.8%) in 299 cycles.
Level 2 : 8424865 => 6195280 (73.5%) in 310 cycles.
Level 3 : 8424865 => 6182748 (73.4%) in 330 cycles.
Level 4 : 8424865 => 6623409 (78.6%) in 471 cycles.
Level 5 : 8424865 => 6604616 (78.4%) in 501 cycles.
Level 6 : 8424865 => 6595698 (78.3%) in 528 cycles.
Level 7 : 8424865 => 6594845 (78.3%) in 536 cycles.
Level 8 : 8424865 => 6592863 (78.3%) in 595 cycles.
Level 9 : 8424865 => 6591118 (78.2%) in 741 cycles.

Z_HUFFMAN_ONLY:

Level 1 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 111 cycles.
Level 2 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 108 cycles.
Level 3 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 106 cycles.
Level 4 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 106 cycles.
Level 5 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 107 cycles.
Level 6 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 106 cycles.
Level 7 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 107 cycles.
Level 8 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 108 cycles.
Level 9 : 8424865 => 6803043 (80.7%) in 107 cycles.

正如他的评论所预期的那样，Z_HUFFMAN_ONLY 不会改变压缩但执行速度很多。对于我的数据，Z_FILTERED 并不比 Z_DEFAULT_STRATEGY 更快，压缩也差一点。

最佳答案

对于基本上没有匹配字符串的未压缩图像数据，压缩量和增量不足为奇。被压缩的数据部分没有被进一步压缩——它被一些恒定的量稍微扩展，所以变化都在未压缩的部分。

第 3 级和第 4 级之间的算法发生了变化，其中第 3 级用于它找到的第一个匹配项。当几乎没有匹配的字符串时，这将倾向于最小化发送字符串匹配的开销，因此压缩效果更好。如果使用 FILTERED 或 HUFFMAN_ONLY 完全关闭字符串匹配，您可能会做得更好。 HUFFMAN_ONLY 还具有甚至不查找匹配字符串的优势，从而显着加快压缩速度。

至于速度上的差异，我只能猜测是使用了不同的编译器或不同的编译器优化。

关于java - Zlib Java 与 C 的基准测试，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/24944166/