大字节数组上的ZLib解压缩失败

Question

在尝试使用ZLib压缩时,我遇到了一个奇怪的问题.如果源数组的长度至少为32752字节,则使用随机数据解压缩zlib压缩的字节数组会失败.这是一个重现问题的小程序,你可以在IDEOne上看到它.压缩和解压缩方法是标准代码摘录教程.

public class ZlibMain {

    private static byte[] compress(final byte[] data) {
        final Deflater deflater = new Deflater();
        deflater.setInput(data);

        deflater.finish();
        final byte[] bytesCompressed = new byte[Short.MAX_VALUE];
        final int numberOfBytesAfterCompression = deflater.deflate(bytesCompressed);
        final byte[] returnValues = new byte[numberOfBytesAfterCompression];
        System.arraycopy(bytesCompressed, 0, returnValues, 0, numberOfBytesAfterCompression);
        return returnValues;

    }

    private static byte[] decompress(final byte[] data) {
        final Inflater inflater = new Inflater();
        inflater.setInput(data);
        try (ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream(data.length)) {
            final byte[] buffer = new byte[Math.max(1024, data.length / 10)];
            while (!inflater.finished()) {
                final int count = inflater.inflate(buffer);
                outputStream.write(buffer, 0, count);
            }
            outputStream.close();
            final byte[] output = outputStream.toByteArray();
            return output;
        } catch (DataFormatException | IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(final String[] args) {
        roundTrip(100);
        roundTrip(1000);
        roundTrip(10000);
        roundTrip(20000);
        roundTrip(30000);
        roundTrip(32000);
        for (int i = 32700; i < 33000; i++) {
            if(!roundTrip(i))break;
        }
    }

    private static boolean roundTrip(final int i) {
        System.out.printf("Starting round trip with size %d: ", i);
        final byte[] data = new byte[i];
        for (int j = 0; j < data.length; j++) {
            data[j]= (byte) j;
        }
        shuffleArray(data);

        final byte[] compressed = compress(data);
        try {
            final byte[] decompressed = CompletableFuture.supplyAsync(() -> decompress(compressed))
                                                         .get(2, TimeUnit.SECONDS);
            System.out.printf("Success (%s)%n", Arrays.equals(data, decompressed) ? "matching" : "non-matching");
            return true;
        } catch (InterruptedException | ExecutionException | TimeoutException e) {
            System.out.println("Failure!");
            return false;
        }
    }

    // Implementing Fisher–Yates shuffle
    // source: https://stackoverflow.com/a/1520212/342852
    static void shuffleArray(byte[] ar) {
        Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
        for (int i = ar.length - 1; i > 0; i--) {
            int index = rnd.nextInt(i + 1);
            // Simple swap
            byte a = ar[index];
            ar[index] = ar[i];
            ar[i] = a;
        }
    }
}

这是ZLib中的已知错误吗？或者我的压缩/解压缩例程中是否有错误？

Answer 1

这是压缩/解压缩方法的逻辑错误；我对实现没有那么深入，但通过调试我发现了以下内容：

当 32752 字节的缓冲区被压缩时，该deflater.deflate()方法返回值 32767，这是您在以下行中初始化缓冲区的大小：

final byte[] bytesCompressed = new byte[Short.MAX_VALUE];

例如，如果将缓冲区大小增加到

final byte[] bytesCompressed = new byte[4 * Short.MAX_VALUE];

您将看到，32752 字节的输入实际上被缩减为 32768 字节。因此，在您的代码中，压缩数据不包含应在其中的所有数据。

当您尝试解压缩时，该inflater.inflate()方法返回零，这表明需要更多输入数据。但当你只检查时，inflater.finished()你就会陷入无限循环。

因此，您可以增加压缩时的缓冲区大小，但这可能意味着更大的文件会出现问题，或者您最好需要重写压缩/解压缩逻辑以分块处理数据。