Java 中 ZipFile 和 ZipInputStream 的區別

1. 概述

有時我們必須壓縮文件，將多個文件打包到一個存檔中，以便於傳輸和節省空間。對於此用例， Zip 是一種廣泛使用的壓縮存檔檔案格式。

Java 提供了一組標準的類別（如ZipFile和ZipInputStream來存取 zip 檔案。在本教程中，我們將學習如何使用它們來讀取 zip 檔案。此外，我們還將探討它們的功能差異並評估它們的性能。

2. 建立 Zip 文件

在我們深入研究讀取 zip 檔案的程式碼之前，讓我們先回顧一下建立 zip 檔案的過程。

在下面的程式碼片段中，我們將有兩個變數。 data儲存要壓縮的內容， file代表我們的目標檔案：

String data = "..."; // a very long String

 try (BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file));
 ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(bos)) {
 ZipEntry zipEntry = new ZipEntry("zip-entry.txt");
 zos.putNextEntry(zipEntry);
 zos.write(data);
 zos.closeEntry();
 }

此程式碼片段將data歸檔到名為zip-entry.txt的 zip 條目，然後將該條目寫入目標file 。

3.透過ZipFile讀取

首先，讓我們看看如何透過ZipFile類別讀取 zip 檔案中的所有項目：

try (ZipFile zipFile = new ZipFile(compressedFile)) {
 Enumeration<? extends ZipEntry> zipEntries = zipFile.entries();
 while (zipEntries.hasMoreElements()) {
 ZipEntry zipEntry = zipEntries.nextElement();
 try (InputStream inputStream = new BufferedInputStream(zipFile.getInputStream(zipEntry))) {
 // Read data from InputStream
 }
 }
 }

我們建立ZipFile的實例來讀取壓縮檔。 ZipFile.entries()傳回 zip 檔案中的所有 zip 條目。然後我們可以從ZipEntry中取得InputStream來讀取它的內容。

除了entries(), ZipFile還有一個方法getEntry(…),它允許我們根據條目名稱隨機存取特定的ZipEntry ：

ZipEntry zipEntry = zipFile.getEntry("str-data-10.txt");
 try (InputStream inputStream = new BufferedInputStream(zipFile.getInputStream(zipEntry))) {
 // Read data from InputStream
 }

4.透過ZipInputStream讀取

接下來，我們將介紹一個透過ZipInputStream從 zip 檔案中讀取所有條目的典型範例：

try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(compressedFile));
 ZipInputStream zipInputStream = new ZipInputStream(bis)) {
 ZipEntry zipEntry;
 while ((zipEntry = zipInputStream.getNextEntry()) != null) {
 // Read data from ZipInputStream
 }
 }

我們建立一個ZipInputStream來包裝資料來源，在我們的例子中是compressedFile 。之後，我們透過getNextEntry()迭代ZipInputStream 。

在循環中，我們透過從ZipIputStream讀取資料來讀取每個ZipEntry的資料。一旦我們完成了一個條目的讀取，那麼我們再次呼叫getNextEntry()來表示我們將讀取下一個條目。

5. 功能差異

儘管這兩個類別都可以用於從 zip 檔案中讀取條目，但它們有兩個明顯的功能差異。

5.1.存取類型

它們之間的主要區別在於ZipFile支援隨機訪問，而ZipInputStream僅支援順序訪問。

在ZipFile中，我們可以透過呼叫ZipFile.getEntry(…)來提取特定條目。當我們只需要ZipFile中的特定條目時，此特性特別有利。如果我們想要在ZipInputStream中實現相同的效果，我們必須循環遍歷每個ZipEntry直到在迭代過程中找到匹配項。

5.2.資料來源

ZipFile要求資料來源是實體文件，而ZipInputStream只需要InputStream 。可能存在這樣的情況：我們的資料不是文件。例如，我們的資料來自網路流。在這種情況下，我們必須將整個InputStream轉換為文件，然後才能使用ZipFile來處理。

6. 效能比較

我們已經了解了ZipFile和ZipInputStream之間的功能差異。現在，讓我們探討一下效能方面的進一步差異。

我們將使用 JMH（Java Microbenchmark Harness）來捕捉兩者之間的處理速度。 JMH 是一個旨在測量程式碼片段效能的框架。

在進行基準測試之前，我們必須在pom.xml中包含以下 Maven 依賴項：

<dependency>
 <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
 <artifactId>jmh-core</artifactId>
 <version>1.37</version>
 </dependency>
 <dependency>
 <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
 <artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
 <version>1.37</version>
 </dependency>

最新版本的 JMH Core和Annotation可以在 Maven Central 中找到。

6.1.閱讀所有條目

在本實驗中，我們的目標是評估從 zip 檔案中讀取所有條目的效能。在我們的設定中，我們有一個包含 10 個條目的 zip 文件，每個條目包含 200KB 的資料。我們將分別透過ZipFile和ZipInputStream讀取它們：

班級	運轉時間（以毫秒為單位）
ZipFile	11.072
ZipInputStream	11.642

從結果來看，我們看不出兩個類別之間有任何顯著的效能差異。就運行時間而言，差異在 10% 以內。在讀取 zip 檔案中的所有條目時，它們都表現出了相當的效率。

6.2.閱讀最後一個條目

接下來，我們將專門讀取同一 zip 檔案中的最後一個條目：

班級	運轉時間（以毫秒為單位）
ZipFile	1.016
ZipInputStream	12.830

這次他們之間的差距是巨大的。與讀取所有條目相比， ZipFile只需要 1/10 的時間來讀取 10 個條目中的單一條目，而ZipInputStream花費的時間幾乎相同。

我們可以觀察到ZipInputStream從結果中順序讀取條目。必須從 zip 檔案的開頭讀取輸入流，直到找到目標條目，而ZipFile允許跳到目標條目，而無需讀取整個檔案。

結果顯示選擇ZipFile而不是ZipInputStream的重要性，特別是在處理大量條目中的少量條目時。

七、結論

在軟體開發中，通常使用 zip 來處理壓縮檔。 Java 提供了兩個不同的類， ZipFile和ZipIputStream,來讀取 zip 檔案。

在本文中，我們探討了它們的用法和功能差異。我們也評估了他們之間的表現。

它們之間的選擇取決於我們的要求。當我們處理大型 zip 檔案中有限數量的條目時，我們將選擇ZipFile以確保最佳效能。相反，如果我們的資料來源不是文件，我們將選擇ZipInputStream 。

與往常一樣，我們範例的完整原始程式碼可以在 GitHub 上找到。