如何在沒有第三方庫的情況下序列化對象+壓縮它然后解壓縮+反序列化？

Question

我在內存中有一個大對象，我想將其作為 blob 保存到數據庫中。 我想在保存之前壓縮它，因為數據庫服務器通常不是本地的。

這就是我目前所擁有的：

using (var memoryStream = new MemoryStream())
{
  using (var gZipStream = new GZipStream(memoryStream, CompressionMode.Compress))
  {
    BinaryFormatter binaryFormatter = new BinaryFormatter();
    binaryFormatter.Serialize(gZipStream, obj);

    return memoryStream.ToArray();
  }
}

但是，當我使用 Total Commander 壓縮相同的字節時，它至少總是將大小減少 50%。 使用上面的代碼，它將 58MB 壓縮到 48MB，任何小於 15MB 的東西都會變得更大。

我應該使用第三方 zip 庫還是在 .NET 3.5 中有更好的方法來做到這一點。 我的問題還有其他選擇嗎？

編輯：

剛剛在上面的代碼中發現了一個錯誤。 Angelo 感謝您的修復。

GZipStream 壓縮仍然不是很好。 與 TC 的 48% 壓縮相比，我通過 gZipStream 獲得了平均 35% 的壓縮率。

我不知道我用以前的版本得到了什么樣的字節:)

編輯2：

我已經找到了如何將壓縮率從 20% 提高到 47%。 我不得不使用兩個內存流而不是一個！ 誰能解釋為什么會這樣？

這是一個帶有 2 個內存流的代碼，它的壓縮效果更好！！！

using (MemoryStream msCompressed = new MemoryStream())
using (GZipStream gZipStream = new GZipStream(msCompressed, CompressionMode.Compress))
using (MemoryStream msDecompressed = new MemoryStream())
{
  new BinaryFormatter().Serialize(msDecompressed, obj);
  byte[] byteArray = msDecompressed.ToArray();

  gZipStream.Write(byteArray, 0, byteArray.Length);
  gZipStream.Close();
  return msCompressed.ToArray();
}

Answer 1

您的代碼中有一個錯誤，而且解釋對於評論來說太長了，所以即使它沒有回答您的真正問題，我也將其作為答案呈現。

只有在關閉GZipStream后才需要調用memoryStream.ToArray() ，否則您將創建無法反序列化的壓縮數據。

固定代碼如下：

using (var memoryStream = new System.IO.MemoryStream())
{
  using (var gZipStream = new GZipStream(memoryStream, CompressionMode.Compress))
  {
    BinaryFormatter binaryFormatter = new BinaryFormatter();
    binaryFormatter.Serialize(gZipStream, obj);
  }
  return memoryStream.ToArray();
}

GZipStream以塊的GZipStream寫入底層緩沖區，並將頁腳附加到流的末尾，這僅在您關閉流時執行。

您可以通過運行以下代碼示例輕松證明這一點：

byte[] compressed;
int[] integers = new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };

var mem1 = new MemoryStream();
using (var compressor = new GZipStream(mem1, CompressionMode.Compress))
{
    new BinaryFormatter().Serialize(compressor, integers);
    compressed = mem1.ToArray();
}

var mem2 = new MemoryStream(compressed);
using (var decompressor = new GZipStream(mem2, CompressionMode.Decompress))
{
    // The next line will throw SerializationException
    integers = (int[])new BinaryFormatter().Deserialize(decompressor);
}

Answer 2

.NET 3.5 中的 GZipStream 不允許您設置壓縮級別。 這個參數是在.NET 4.5 中引入的，但不知道它是否會給您帶來更好的結果或升級是否適合您。 由於專利 AFAIK，內置算法不是很優化。 因此，在 3.5 中獲得更好壓縮的唯一方法是使用第三方庫，例如7zip或SharpZipLib提供的SDK 。 也許你應該嘗試不同的庫一點點地得到更好的數據壓縮。

Answer 3

使用的默認 CompressionLevel 是Optimal ，至少根據http://msdn.microsoft.com/en-us/library/as1ff51s ，所以沒有辦法告訴 GZipStream “更加努力”.. 對我來說似乎第 3 方庫會更好。

我個人從不認為 GZipStream 在壓縮方面是“好”的——可能他們努力最小化內存占用或最大化速度。 然而，看到 WindowsXP/WindowsVista/Windows7 如何在資源管理器中本地處理 ZIP 文件 - 好吧..我不能說它既不快，也沒有很好的壓縮......如果 Win7 中的資源管理器實際上使用 GZipStream，我不會感到驚訝- 總而言之，他們已經實現並放入框架中，所以可能他們在很多地方使用它（即，似乎用於HTTP GZIP 處理），所以我會遠離它，我需要一個有效的處理..我從未對這個主題進行過任何認真的研究，因為我的公司多年前在 .Net 還處於早期階段時購買了一個不錯的 zip-handler。

編輯：

更多參考：
http://dotnetzip.codeplex.com/workitem/7159 - 但在 2009 年被標記為“已關閉/已解決”……也許您會在該代碼中發現一些有趣的東西？

呵呵，經過幾分鍾的谷歌搜索，7Zip 似乎暴露了一些 C# 綁定： http : //www.splinter.com.au/compressing-using-the-7zip-lzma-algorithm-in/

編輯#2：

僅供參考 .net4.5： https ://stackoverflow.com/a/9808000/717732

Answer 4

最初的問題與 .NET 3.5 有關。 三年后，.NET 4.5 更有可能被使用，我的回答只對 4.5 有效。 正如前面提到的，壓縮算法在 .NET 4.5 中得到了很好的改進

今天，我想壓縮我的數據集以節省一些空間。 與原始問題非常相似，但適用於 .NET4.5。 因為我記得多年前對雙 MemoryStream 使用了相同的技巧，所以我只是嘗試了一下。 我的數據集是一個容器對象，其中包含許多散列集和帶有 string/int/DateTime 屬性的自定義對象列表。 該數據集包含大約 45 000 個對象，並且在未壓縮的情況下進行序列化時，它會創建一個 3500 kB 的二進制文件。

現在，使用 GZipStream、問題中描述的單或雙 MemoryStream 或 DeflateStream（在 4.5 中使用 zlib），我總是得到 818 kB 的文件。 所以我只想在這里堅持，而不是使用雙 MemoryStream 的技巧在 .NET 4.5 中變得毫無用處。

最終，我的通用代碼如下：

     public static byte[] SerializeAndCompress<T, TStream>(T objectToWrite, Func<TStream> createStream, Func<TStream, byte[]> returnMethod, Action catchAction)
        where T : class
        where TStream : Stream
     {
        if (objectToWrite == null || createStream == null)
        {
            return null;
        }
        byte[] result = null;
        try
        {
            using (var outputStream = createStream())
            {
                using (var compressionStream = new GZipStream(outputStream, CompressionMode.Compress))
                {
                    var formatter = new BinaryFormatter();
                    formatter.Serialize(compressionStream, objectToWrite);
                }
                if (returnMethod != null)
                    result = returnMethod(outputStream);
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Trace.TraceError(Exceptions.ExceptionFormat.Serialize(ex));
            catchAction?.Invoke();
        }
        return result;
    }

這樣我就可以使用不同的 TStream，例如

    public static void SerializeAndCompress<T>(T objectToWrite, string filePath) where T : class
    {
        //var buffer = SerializeAndCompress(collection);
        //File.WriteAllBytes(filePath, buffer);
        SerializeAndCompress(objectToWrite, () => new FileStream(filePath, FileMode.Create), null, () =>
        {
            if (File.Exists(filePath))
                File.Delete(filePath);
        });
    }

    public static byte[] SerializeAndCompress<T>(T collection) where T : class
    {
        return SerializeAndCompress(collection, () => new MemoryStream(), st => st.ToArray(), null);
    }

Answer 5

您可以使用自定義格式化程序

public class GZipFormatter : IFormatter
{
    IFormatter formatter;
    public GZipFormatter()
    {
        this.formatter = new BinaryFormatter();
    }
    public GZipFormatter(IFormatter formatter)
    {
        this.formatter = formatter; 
    }
    ISurrogateSelector IFormatter.SurrogateSelector { get => formatter.SurrogateSelector; set => formatter.SurrogateSelector = value; }
    SerializationBinder IFormatter.Binder { get => formatter.Binder; set => formatter.Binder = value; }
    StreamingContext IFormatter.Context { get => formatter.Context; set => formatter.Context = value; }

    object IFormatter.Deserialize(Stream serializationStream)
    {
        using (GZipStream gZipStream = new GZipStream(serializationStream, CompressionMode.Decompress))
        {
            return formatter.Deserialize(gZipStream);                
        }
    }
    void IFormatter.Serialize(Stream serializationStream, object graph)
    {
        using (GZipStream gZipStream = new GZipStream(serializationStream, CompressionMode.Compress))
        using (MemoryStream msDecompressed = new MemoryStream())
        {
            formatter.Serialize(msDecompressed, graph);
            byte[] byteArray = msDecompressed.ToArray();

            gZipStream.Write(byteArray, 0, byteArray.Length);
            gZipStream.Close();                
        }
    }

那么你可以這樣使用：

IFormatter formatter = new GZipFormatter();
using (Stream stream = new FileStream(path...)){
   formatter.Serialize(stream, obj); 
}