Java中如何用代码实现文件压缩？

在Java中处理压缩文件是一项常见的需求,无论是日志归档、数据备份还是网络传输，压缩技术都能有效减少文件体积并提高效率，Java标准库提供了强大的压缩功能支持，主要通过java.util.zip包和java.util.jar包（用于JAR文件）实现，本文将详细介绍Java中处理压缩文件的核心方法、常用类及实践技巧。

核心压缩类与接口

Java压缩功能的核心类包括ZipOutputStream、ZipInputStream、GZIPOutputStream和GZIPInputStream等，其中ZipOutputStream用于创建ZIP格式压缩文件，支持多文件和目录压缩；ZipInputStream则用于解压ZIP文件，而GZIP系列类通常用于压缩单个文件或数据流，压缩率较高但仅支持单个文件。JarFile和JarOutputStream继承自ZIP相关类，专门用于处理JAR文件，支持清单文件等特性。

创建ZIP压缩文件

创建ZIP文件的基本流程包括：初始化ZipOutputStream、遍历待压缩文件或目录、为每个条目创建ZipEntry对象、写入文件数据，最后关闭流，以下是一个示例代码片段：

try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.zip");
     ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(fos)) {
    File sourceFile = new File("source_directory");
    addDirectoryToZip(sourceFile, zos, sourceFile.getName());
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
private static void addDirectoryToZip(File dir, ZipOutputStream zos, String basePath) 
    throws IOException {
    File[] files = dir.listFiles();
    if (files == null) return;
    for (File file : files) {
        if (file.isDirectory()) {
            addDirectoryToZip(file, zos, basePath + "/" + file.getName());
            continue;
        }
        ZipEntry zipEntry = new ZipEntry(basePath + "/" + file.getName());
        zos.putNextEntry(zipEntry);
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file)) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) > 0) {
                zos.write(buffer, 0, len);
            }
        }
        zos.closeEntry();
    }
}

关键点在于正确处理目录结构和文件路径,以及确保每个ZipEntry在写入后正确关闭。

解压ZIP文件

解压ZIP文件的过程与压缩相反,通过ZipInputStream逐个读取ZipEntry，并根据条目类型创建文件或目录，需要注意解压路径的安全验证，防止路径遍历攻击（如攻击），以下是解压示例：

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("input.zip");
     ZipInputStream zis = new ZipInputStream(fis)) {
    ZipEntry entry;
    while ((entry = zis.getNextEntry()) != null) {
        File file = new File("output_directory/" + entry.getName());
        if (entry.isDirectory()) {
            file.mkdirs();
            continue;
        }
        // 安全检查：确保解压路径在目标目录内
        if (!file.toPath().normalize().startsWith(Paths.get("output_directory").normalize())) {
            throw new IOException("非法的文件路径");
        }
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file)) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = zis.read(buffer)) > 0) {
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        }
        zis.closeEntry();
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

处理大文件的内存优化

当处理大文件时,直接读取整个文件到内存会导致内存溢出，推荐使用缓冲流（BufferedInputStream/BufferedOutputStream）和固定大小的字节数组（如byte[8192]）进行分块读写。

try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(largeFile));
     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new ZipEntryOutputStream(zos, zipEntry))) {
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {
        bos.write(buffer, 0, bytesRead);
    }
}

异常处理与资源管理

压缩操作涉及大量IO操作,必须确保所有流正确关闭，推荐使用try-with-resources语句自动管理资源，避免资源泄漏，同时需处理常见的IO异常，如FileNotFoundException（文件不存在）、ZipException（ZIP格式错误）等。

高级特性：密码保护与进度监控

对于需要加密的场景,可以使用ZipOutputStream的setPassword方法（需配合第三方库如Zip4J，因为标准库不直接支持加密），进度监控可通过实现ProgressMonitor接口，在每次写入数据块时更新进度条。

性能优化建议

1. 并行压缩：对于多核CPU，可使用ForkJoinPool并行处理多个文件压缩。
2. 压缩级别调整：通过ZipOutputStream.setLevel(1-9)设置压缩级别（1最快，9最高压缩率）。
3. 避免重复计算：对相同文件多次压缩时，可缓存文件校验和。

通过合理运用Java提供的压缩API和最佳实践,可以高效、安全地实现各种文件压缩需求，在实际开发中，还需根据具体场景选择合适的压缩格式（ZIP、GZIP、JAR等）和参数配置，以达到性能与压缩率的平衡。