本教程旨在解决java中将多个文件分别压缩成独立归档的需求，而非打包成单一压缩文件。文章将对比外部工具调用与java原生api的优劣，并重点介绍如何利用java.util.zip.gzipoutputstream实现高效、跨平台的单个文件gzip压缩，提供详细的代码示例和最佳实践。
需求分析：为何选择逐个压缩文件？
在文件处理场景中，有时我们需要将目录下的每个文件独立压缩成一个单独的归档，而不是将所有文件打包成一个大型压缩文件。这种需求常见于以下情况：
- 独立分发与管理： 每个文件压缩后独立存在，便于单独传输、下载或管理，而无需解压整个大包。
- 增量备份： 仅对修改过的文件进行压缩，生成独立的备份文件，提高备份效率。
- 空间优化： 对于大量不经常访问但需保留原始格式的文件，逐个压缩可以有效节省存储空间。
- 兼容性： 生成的 .gz 文件是通用的压缩格式，可被多种解压工具（如WinZip、7Zip、gzip等）识别和处理。
外部工具调用方式的考量
最初，开发者可能会考虑通过Java的Runtime.exec()方法调用外部压缩工具（如WinZip、7Zip或Linux下的gzip命令）来实现文件压缩。例如，使用WinZip命令：
Runtime rt = Runtime.getRuntime();
String[] command = {"C:\\Program Files\\WinZip\\winzip64","-a","-r","-en","zippedfile.zip", "*.txt" };
try {
rt.exec(command);
System.out.println("Zipped file");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}然而，这种方法存在以下局限性：
- 平台依赖性： 命令路径和语法因操作系统和安装的工具而异，导致代码不可移植。
- 复杂性： 需要处理外部进程的启动、输入、输出和错误流，增加了代码的复杂性。
- 安全性： 直接执行外部命令可能存在安全风险，尤其是在处理用户输入时。
- 难以实现逐个压缩： 对于将每个文件单独压缩的需求，通过外部工具的命令行参数实现起来往往比较繁琐，可能需要循环调用多次命令，效率较低。
考虑到这些因素，Java提供了更优雅、更集成、更跨平台的解决方案。
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Java原生解决方案：使用 GZIPOutputStream
Java标准库 java.util.zip 包提供了对多种压缩格式的原生支持，其中 GZIPOutputStream 是实现GZIP格式压缩的理想选择。GZIP通常用于单个文件的压缩，它将原始文件数据流进行压缩并写入到目标输出流中，最终生成一个以 .gz 结尾的压缩文件。
使用 GZIPOutputStream 的优势在于：
- 跨平台： 纯Java实现，无需依赖任何外部工具。
- 集成度高： 直接在Java应用程序内部完成压缩，控制力强。
- 性能优异： Java虚拟机对I/O和压缩操作进行了优化。
- 易于管理： 通过流式操作，资源管理（如关闭流）更加方便和安全。
核心代码实现
以下代码示例展示了如何遍历指定目录下的所有 .txt 文件，并将每个文件独立压缩成一个同名的 .txt.gz 文件，存储到另一个指定的输出目录中。
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.zip.GZIPOutputStream;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
public class GzipFileCompressor {
private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(GzipFileCompressor.class.getName());
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 定义源文件目录和压缩文件输出目录
Path sourceDir = Paths.get("C:/Users/YourUser/Documents/SourceFiles"); // 替换为你的源文件目录
Path compressedOutputDir = Paths.get("C:/Users/YourUser/Documents/CompressedGZ"); // 替换为你的压缩文件输出目录
// 确保输出目录存在，如果不存在则创建
Files.createDirectories(compressedOutputDir);
LOGGER.info("开始遍历并压缩文件...");
// 遍历源目录下的所有文件
Files.list(sourceDir)
// 过滤出以.txt结尾的文件
.filter(f -> f.getFileName().toString().endsWith(".txt"))
// 对每个符合条件的文件执行GZIP压缩
.forEach(f -> gzCompress(f, compressedOutputDir));
LOGGER.info("所有符合条件的文本文件已压缩完成。");
}
/**
* 将单个文件压缩为GZIP格式。
*
* @param file 待压缩的源文件路径。
* @param gzOutputDir GZIP压缩文件的输出目录。
*/
private static void gzCompress(Path file, Path gzOutputDir) {
// 构建GZIP压缩文件的完整路径，文件名在原文件基础上添加.gz后缀
Path gzFile = gzOutputDir.resolve(file.getFileName().toString() + ".gz");
// 使用try-with-resources确保流的自动关闭
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file.toFile());
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(gzFile.toFile());
GZIPOutputStream gzos = new GZIPOutputStream(fos)) {
// 将源文件内容传输到GZIP输出流，完成压缩
fis.transferTo(gzos);
LOGGER.log(Level.INFO, "文件 '{0}' 已成功压缩为 '{1}'", new Object[]{file.getFileName(), gzFile.getFileName()});
} catch (IOException e) {
LOGGER.log(Level.SEVERE, "压缩文件 '{0}' 时发生错误: {1}", new Object[]{file.getFileName(), e.getMessage()});
// 进一步处理异常，例如删除部分创建的gz文件
}
}
}代码解析
-
main 方法：
- 目录定义： sourceDir 指定了待压缩文件的来源目录，compressedOutputDir 指定了压缩后文件的存放目录。请务必将路径替换为实际的目录。
- 创建输出目录： Files.createDirectories(compressedOutputDir) 确保了目标目录的存在。如果目录不存在，它会自动创建，避免了文件写入失败。
- 文件遍历与过滤： Files.list(sourceDir) 返回一个包含目录中所有文件和子目录的流。.filter(f -> f.getFileName().toString().endsWith(".txt")) 用于筛选出所有以 .txt 结尾的文件，确保只处理目标文件类型。
- 逐个压缩： .forEach(f -> gzCompress(f, compressedOutputDir)) 对每个过滤后的文件调用 gzCompress 方法进行独立压缩。
-
gzCompress 方法：
- 构建目标文件路径： gzOutputDir.resolve(file.getFileName().toString() + ".gz") 根据源文件名和目标目录，生成压缩文件的完整路径，并加上 .gz 后缀。
- try-with-resources： 这是Java 7引入的特性，用于自动管理资源。在这里，FileInputStream、FileOutputStream 和 GZIPOutputStream 在 try 块结束时（无论正常结束还是发生异常）都会被自动关闭，有效避免了资源泄露。
- FileInputStream： 用于读取源文件的原始字节数据。
- FileOutputStream： 用于将压缩后的字节数据写入到目标 .gz 文件。
- GZIPOutputStream： 这是核心的压缩流。它包装了 FileOutputStream，所有写入 GZIPOutputStream 的数据都会被GZIP算法压缩，然后写入到底层的 FileOutputStream。
- fis.transferTo(gzos)： 这是Java 9引入的便捷方法，用于将输入流的所有字节高效地传输到输出流。它替代了传统的循环读取-写入模式，使代码更简洁、性能更优。
- 异常处理： 捕获 IOException，并在控制台或日志中打印错误信息，以便调试和问题排查。
注意事项与最佳实践
- 资源管理： 始终使用 try-with-resources 语句来处理I/O流，确保在操作完成后正确关闭所有流，防止资源泄露。
- 错误处理： 压缩过程中可能会遇到各种 IOException（如文件不存在、权限不足、磁盘空间不足等）。务必捕获并妥善处理这些异常，例如记录日志、向用户提示或执行回滚操作。
- 文件过滤： 在处理大型目录时，精确的文件过滤（如按扩展名、大小或修改日期）可以显著提高效率，避免处理不必要的文件。
- 目录管理： 在进行文件操作前，确保目标输出目录存在。Files.createDirectories() 是一个安全的做法。
-
性能考量： 对于极大的文件或海量的小文件，压缩操作可能耗时。可以考虑以下优化：
- 缓冲区： GZIPOutputStream 内部通常有缓冲区，但对于 FileInputStream 和 FileOutputStream，可以考虑使用 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 进行进一步的缓冲，以减少实际的磁盘I/O次数。
- 并行处理： 如果需要压缩大量文件，可以利用Java的并行流 (.parallelStream()) 或 ExecutorService 来并行处理文件，从而缩短总处理时间。
- 压缩格式选择： GZIP是一种广泛接受的压缩格式，主要用于单个文件的压缩。如果你的需求是创建包含多个文件和目录的归档，并希望保留目录结构，那么 java.util.zip.ZipOutputStream 或 java.util.jar.JarOutputStream 会是更合适的选择。
总结
通过本教程，我们了解了在Java中实现文件逐个压缩的最佳实践。相较于调用外部命令行工具，使用Java原生的 GZIPOutputStream 提供了更强大、更灵活、更跨平台的解决方案。结合 java.nio.file 包提供的现代文件操作API和 try-with-resources 语句，我们可以编写出高效、健壮且易于维护的文件压缩代码。掌握这些技术，将使你在处理文件I/O和数据压缩的Java项目中游刃有余。
