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为什么我的C#gzip生成的文件比Fiddler或PHP大?

c#

想要改善这篇文章吗? 提供此问题的详细答案,包括引文和为什么答案正确的解释。答案不够详细的答案可能会被编辑或删除。

如果我压缩此文本:

你好,世界

通过C#使用以下代码:

Stream stream = new MemoryStream(Encoding.Default.GetBytes("Hello World"));
var compressedMemoryStream = new MemoryStream();
using (var gzipStream = new GZipStream(compressedMemoryStream, CompressionMode.Compress))
{
    stream.CopyTo(gzipStream);  
    gzipStream.Close(); 
}

结果流为133个字节长

通过Fiddler
Utilities.GzipCompress此PHP页面运行相同的字符串,结果只有31个字节长。

在这两种情况下,输入均为11个字节,因此我可以想象PHP结果是正确的,但是显然这意味着我无法从.NET内解压缩PHP
zip,反之亦然。为什么.NET输出这么大?


实际上,事实证明,虽然PHP和Fiddler的结果长度相同,但它们却不同。我可以解压缩.NET中的PHP版本,但不能解压缩Fiddler版本。PHP页面对这三个页面都进行了解压缩,因此Fiddler和.NET的gzip实现之间似乎不兼容。


按照要求,我上传的三个输出到Dropbox的位置

这些是这些文件的原始十六进制转储(不知道它们是否真的像这样使用,但是我认为这表明fiddler和PHP版本之间的区别在于标头,而不是压缩数据本身):

提琴手:

0000-0010:  1f 8b 08 00-c2 e6 ff 4f-00 ff f3 48-cd c9 c9 57  .......O ...H...W
0000-001f:  08 cf 2f ca-49 01 00 56-b1 17 4a 0b-00 00 00     ../.I..V ..J....

PHP:

0000-0010:  1f 8b 08 00-00 00 00 00-00 03 f3 48-cd c9 c9 57  ........ ...H...W
0000-001f:  08 cf 2f ca-49 01 00 56-b1 17 4a 0b-00 00 00     ../.I..V ..J....

C#:

0000-0010:  1f 8b 08 00-00 00 00 00-04 00 ec bd-07 60 1c 49  ........ .....`.I
0000-0020:  96 25 26 2f-6d ca 7b 7f-4a f5 4a d7-e0 74 a1 08  .%&/m.{. J.J..t..
0000-0030:  80 60 13 24-d8 90 40 10-ec c1 88 cd-e6 92 ec 1d  .`.$..@. ........
0000-0040:  69 47 23 29-ab 2a 81 ca-65 56 65 5d-66 16 40 cc  iG#).*.. eVe]f.@.
0000-0050:  ed 9d bc f7-de 7b ef bd-f7 de 7b ef-bd f7 ba 3b  .....{.. ..{....;
0000-0060:  9d 4e 27 f7-df ff 3f 5c-66 64 01 6c-f6 ce 4a da  .N'...?\ fd.l..J.
0000-0070:  c9 9e 21 80-aa c8 1f 3f-7e 7c 1f 3f-22 be 9d 97  ..!....? ~|.?"...
0000-0080:  65 95 7e b7-aa cb d9 ff-13 00 00 ff-ff 56 b1 17  e.~..... .....V..
0000-0085:  4a 0b 00 00-00

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2020-05-19

共1个答案

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前言:
.NET用户在任何情况下都不应使用Microsoft提供的GZipStream或DeflateStream类,除非Microsoft用可行的东西完全替换了它们。

请改用 DotNetZip库

更新到前言: .NET Framework
4.5和更高版本已解决了压缩问题,并且GZipStream和DeflateStream在这些版本中使用zlib。我不知道下面提到的CRC问题是否已解决。

另一个更新:
CRC问题不仅没有得到解决,而且Microsoft决定他们不会解决它!

这是GZipStream中的几个错误之一。自尊的gzip压缩器 永远 都不能从11个字节的输入中产生133个字节的输出。请参阅为什么BCL
GZipStream(使用StreamReader)不能可靠地使用CRC32检测数据错误的评论。

内部发生的事情是GZipStream没有使用静态或存储方法,这两种方法都将产生与输入数据大小相同的压缩数据(在其顶部将添加18个字节的gzip标头和尾标)。相反,它使用了动态方法,该方法为非常少量的代码创建了非常大的代码描述符标头。这仅仅是一个错误/非常糟糕的实现。

更新:

对于十六进制转储,我可以提供一些分析。首先,Fiddler和php输出都是正确和正确的。它们之间的唯一区别是在gzip标头中,特别是在Fiddler中设置的时间戳(而不是在php中),以及原始操作系统在php中设置,而不是在Fiddler中。因为这13个字节的压缩数据是相同的,并且可以表示为(使用我的infgen程序反汇编deflate流):

last
static
literal 'Hello World
end

完全应该如此。单个静态块,不需要代码描述符,只需将所有字节编码为文字。(没有与长度和距离匹配的先前字符串。)

另一方面,GZipStream的输出在几种方面令人震惊。压缩后的数据为:

dynamic
code 3 5
code 4 5
code 5 4
code 6 4
code 7 4
code 8 3
code 9 3
code 10 4
code 11 4
code 12 4
code 13 4
code 14 3
code 16 3
litlen 0 14
litlen 1 14
litlen 2 14
litlen 3 14
litlen 4 14
litlen 5 14
litlen 6 14
litlen 7 14
litlen 8 14
litlen 9 12
litlen 10 6
litlen 11 14
litlen 12 14
litlen 13 14
litlen 14 14
litlen 15 14
litlen 16 14
litlen 17 14
litlen 18 14
litlen 19 14
litlen 20 14
litlen 21 14
litlen 22 14
litlen 23 14
litlen 24 14
litlen 25 14
litlen 26 14
litlen 27 14
litlen 28 14
litlen 29 14
litlen 30 13
litlen 31 14
litlen 32 6
litlen 33 14
litlen 34 10
litlen 35 12
litlen 36 14
litlen 37 14
litlen 38 13
litlen 39 10
litlen 40 8
litlen 41 9
litlen 42 11
litlen 43 10
litlen 44 7
litlen 45 8
litlen 46 7
litlen 47 9
litlen 48 8
litlen 49 8
litlen 50 8
litlen 51 9
litlen 52 8
litlen 53 9
litlen 54 10
litlen 55 9
litlen 56 8
litlen 57 9
litlen 58 9
litlen 59 8
litlen 60 9
litlen 61 10
litlen 62 8
litlen 63 14
litlen 64 14
litlen 65 8
litlen 66 9
litlen 67 8
litlen 68 9
litlen 69 8
litlen 70 9
litlen 71 10
litlen 72 11
litlen 73 8
litlen 74 11
litlen 75 14
litlen 76 9
litlen 77 10
litlen 78 9
litlen 79 10
litlen 80 9
litlen 81 12
litlen 82 9
litlen 83 9
litlen 84 9
litlen 85 10
litlen 86 12
litlen 87 11
litlen 88 14
litlen 89 14
litlen 90 12
litlen 91 11
litlen 92 14
litlen 93 11
litlen 94 14
litlen 95 14
litlen 96 14
litlen 97 6
litlen 98 7
litlen 99 7
litlen 100 7
litlen 101 6
litlen 102 8
litlen 103 8
litlen 104 7
litlen 105 6
litlen 106 12
litlen 107 9
litlen 108 6
litlen 109 7
litlen 110 7
litlen 111 6
litlen 112 7
litlen 113 13
litlen 114 6
litlen 115 6
litlen 116 6
litlen 117 7
litlen 118 8
litlen 119 8
litlen 120 9
litlen 121 8
litlen 122 11
litlen 123 13
litlen 124 12
litlen 125 13
litlen 126 13
litlen 127 14
litlen 128 14
litlen 129 14
litlen 130 14
litlen 131 14
litlen 132 14
litlen 133 14
litlen 134 14
litlen 135 14
litlen 136 14
litlen 137 14
litlen 138 14
litlen 139 14
litlen 140 14
litlen 141 14
litlen 142 14
litlen 143 14
litlen 144 14
litlen 145 14
litlen 146 14
litlen 147 14
litlen 148 14
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litlen 151 14
litlen 152 14
litlen 153 14
litlen 154 14
litlen 155 14
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litlen 160 14
litlen 161 14
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litlen 222 14
litlen 223 14
litlen 224 14
litlen 225 14
litlen 226 14
litlen 227 14
litlen 228 14
litlen 229 14
litlen 230 14
litlen 231 14
litlen 232 14
litlen 233 14
litlen 234 14
litlen 235 14
litlen 236 14
litlen 237 14
litlen 238 14
litlen 239 14
litlen 240 14
litlen 241 14
litlen 242 14
litlen 243 13
litlen 244 13
litlen 245 13
litlen 246 14
litlen 247 13
litlen 248 14
litlen 249 13
litlen 250 14
litlen 251 13
litlen 252 14
litlen 253 14
litlen 254 14
litlen 255 14
litlen 256 14
litlen 257 4
litlen 258 3
litlen 259 4
litlen 260 4
litlen 261 4
litlen 262 5
litlen 263 5
litlen 264 5
litlen 265 5
litlen 266 5
litlen 267 6
litlen 268 6
litlen 269 5
litlen 270 6
litlen 271 7
litlen 272 8
litlen 273 8
litlen 274 9
litlen 275 10
litlen 276 9
litlen 277 10
litlen 278 12
litlen 279 11
litlen 280 12
litlen 281 14
litlen 282 14
litlen 283 14
litlen 284 12
litlen 285 11
dist 0 6
dist 1 10
dist 2 11
dist 3 11
dist 4 9
dist 5 8
dist 6 8
dist 7 8
dist 8 7
dist 9 7
dist 10 5
dist 11 6
dist 12 4
dist 13 5
dist 14 4
dist 15 5
dist 16 4
dist 17 5
dist 18 4
dist 19 4
dist 20 4
dist 21 4
dist 22 4
dist 23 4
dist 24 4
dist 25 5
dist 26 4
dist 27 5
dist 28 5
dist 29 5
literal 'Hello World
end
!
last
stored
end

那到底是什么?实际数据只是“ literal’Hello
World”末尾附近的行,该行仅对输入的每个字节进行编码。它之前是一组有关文字,长度和距离的霍夫曼代码的描述。这是问题所在:

  • 首先,它根本不应该使用动态。描述代码集大约需要100个字节。这正是放气格式提供了静态块中使用的一组预定义代码的原因。在这种情况下,压缩器应选择一个静态块(这是php和Fiddler所做的事情)。
  • 其次,即使从未使用过绝大多数代码,也定义了每个可能的代码!使用动态块时,适当的压缩器将仅定义该块中实际使用的文字,长度和距离的代码。在这种情况下,不使用长度或距离,而仅使用八个不同的文字(H,e,l,o,space,w,r和d)。相反,它继续定义256个文字代码,29个长度代码和30个距离代码。我猜想一些实验将显示GZipStream的动态标头始终是相同的,在这种情况下它甚至不是动态的,这就是重点!
  • 第三,它最后抛出不必要的空存储块。应该将第一个块标记为最后一个块。

所有这一切都表明一个简单的事实,就是谁写了这个GZipStream代码,都是出于礼貌地对一般的deflate格式或压缩不了解。他们选择只产生动态块(末尾有一个空的静态块除外),每次都只产生相同的动态头(我认为),这违背了动态块的目的,并且不去理会当前块是最后一个,需要放一个空块来标记结尾。

如其他地方所述,这些并不是GZipStream的唯一问题。它甚至无法正确地使用CRC-32来检测损坏的流。

真正令人困惑的不是为什么Microsoft指派不称职的人来编写gzip压缩器和解压缩器,而是为什么他们要指派任何人来编写它!有免费的代码zlib,它具有极其宽松的许可证,允许在没有署名的情况下进行商业使用。这段代码已经广泛部署了近二十年,它可以正确有效地完成所有工作。大多数其他东西都使用zlib,包括php,我也怀疑Fiddler。

2020-05-19