.NET 压缩/解压文件-数字星空

本文为大家介绍下.NET解压/压缩zip文件。虽然解压缩不是啥核心技术，但压缩性能以及进度处理还是需要关注下，针对使用较多的zip开源组件验证，给大家提供个技术选型参考

之前在《.NET WebSocket高并发通信阻塞问题 - 唐宋元明清2188 - 博客园 (cnblogs.com)》讲过，团队遇到Zip文件解压进度频率过高问题，也在这里顺带讲下解决方法

目前了解到的常用技术方案有System.IO.Compression、SharpZipLib以及DotNetZip，下面我们分别介绍下使用以及性能

System.IO.Compression

如果你需要处理简单的ZIP压缩和解压任务，且不需要高级特性，建议使用System.IO.Compression。作为.NET标准库的一部分，不需要额外安装第三方库，而且会随着.NET平台的更新而更新

看下代码实现：

 1     /// <summary>
 2     /// 解压Zip文件
 3     /// </summary>
 4     /// <param name="filePath">zip文件路径</param>
 5     /// <param name="outputFolder">解压目录</param>
 6     /// <returns></returns>
 7     public static void Decompress(string filePath, string outputFolder)
 8     {
 9         ZipFile.ExtractToDirectory(filePath, outputFolder);
10     }
11 
12     /// <summary>
13     /// 压缩成Zip文件
14     /// </summary>
15     /// <param name="sourceFolder">文件目录</param>
16     /// <param name="zipFile">zip文件路径</param>
17     /// <param name="includeFolder">是否包含文件父目录（即sourceFolder本身）</param>
18     /// <returns></returns>
19     public static void Compress(string sourceFolder, string zipFile, bool includeFolder = true)
20     {
21         ZipFile.CreateFromDirectory(sourceFolder, zipFile, CompressionLevel.Fastest, includeFolder);
22     }

优点很明显，API简洁易懂，适用于简单的文件压缩和解压操作。当然提供的功能比较基础，缺乏一些高级特性，比如分卷压缩和加密，也提供不了操作详细进度

我们来测试下解压缩性能，找个zip文件，“智微工厂生产需要的固件及安装包.zip”文件大小847M，里面是如下结构有文件以及文件夹：

解压耗时：8484ms。再将解压后的文件夹压缩，耗时：28672ms。性能整体上还是不错的，特别是解压很优秀
所以呢，比较简单的业务场景可以直接用这个方案。大家可以将这个方案放在公司通用基础技术组件里

SharpZipLib

支持多种压缩格式（如ZIP、TAR、GZIP、BZIP2等），并提供了高级功能如加密、分卷压缩等。icsharpcode/SharpZipLib: #ziplib is a Zip, GZip, Tar and BZip2 library written entirely in C# for the .NET platform. (github.com)

API设计可用性高，满足更多复杂定制化需求。社区里好多小伙伴在使用，开发历史久远、组件稳定性较高

引用下Nuget包SharpZipLib后，解压zip文件

获取压缩包压缩后的文件的大小，这里Size是压缩前大小，还有一个属性CompressedSize压缩后大小：

 1         public static long GetZipFileTotalSize(string zipPath)
 2         {
 3             long totalSize = 0;
 4             using FileStream fileStream = File.OpenRead(zipPath);
 5             using ZipInputStream zipStream = new ZipInputStream(fileStream);
 6             while (zipStream.GetNextEntry() is { } zipEntry)
 7             {
 8                 totalSize += zipEntry.Size;
 9             }
10 
11             return totalSize;
12         }

解压Zip文件：

 1       /// <summary>
 2       /// 解压Zip文件
 3       /// </summary>
 4       /// <param name="zipFile">zip文件路径</param>
 5       /// <param name="outputFolder">解压目录</param>
 6       /// <param name="cancellationToken">取消操作</param>
 7       /// <param name="progressChanged">解压进度回调</param>
 8       /// <returns></returns>
 9       public static async Task UnZipAsync(string zipFile, string outputFolder,
10           CancellationToken cancellationToken = default, Action<ZipProgress> progressChanged = null)
11       {
12           if (!File.Exists(zipFile))
13           {
14               throw new InvalidOperationException($"file not exist,{zipFile}");
15           }
16           var decompressLength = GetZipFileTotalSize(zipFile);
17           using FileStream fileStream = File.OpenRead(zipFile);
18           await Task.Run(() =>
19           {
20               using ZipInputStream zipStream = new ZipInputStream(fileStream);
21               long completedSize = 0;
22               while (zipStream.GetNextEntry() is { } zipEntry)
23               {
24                   if (cancellationToken != default && cancellationToken.IsCancellationRequested)
25                   {
26                       cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
27                   }
28 
29                   if (zipEntry.IsDirectory)
30                   {
31                       string folder = Path.Combine(outputFolder, zipEntry.Name);
32                       EnsureFolder(folder);
33                   }
34                   else if (zipEntry.IsFile)
35                   {
36                       var operatingSize = completedSize;
37                       var zipEntryName = zipEntry.Name;
38                       string fullEntryPath = Path.Combine(outputFolder, zipEntryName);
39                       string dirPath = Path.GetDirectoryName(fullEntryPath);
40                       EnsureFolder(dirPath);
41                       //解压后的数据
42                       long singleFileSize = WriteUnzipDataToFile(zipStream, fullEntryPath, partialFileSize =>
43                       {
44                           if (progressChanged == null)
45                           {
46                               return;
47                           }
48                           long currentSize = operatingSize + partialFileSize;
49                           progressChanged.Invoke(new ZipProgress(currentSize, decompressLength, zipEntryName));
50                       });
51                       completedSize += singleFileSize;
52                   }
53               }
54           }, cancellationToken);
55       }

解压进度能反馈详细的文件写入进度值。另外，这里有个文件夹判断处理，也是支持空文件夹的

Zip压缩，获取所有的文件夹/子文件夹、所有的文件，添加到ZipFile里保存：

 1       /// <summary>
 2       /// 压缩文件
 3       /// </summary>
 4       /// <param name="toZipDirectory">待压缩的文件夹</param>
 5       /// <param name="destZipPath">Zip文件的保存路径</param>
 6       /// <returns></returns>
 7       public static bool Zip(string toZipDirectory, string destZipPath)
 8       {
 9           if (string.IsNullOrEmpty(destZipPath))
10           {
11               throw new ArgumentNullException(nameof(destZipPath));
12           }
13           if (!destZipPath.ToUpper().EndsWith(".ZIP"))
14           {
15               throw new ArgumentException("保存路径不是ZIP后缀", nameof(destZipPath));
16           }
17           if (!Directory.Exists(toZipDirectory))
18           {
19               throw new ArgumentException("待压缩的文件夹不存在", nameof(toZipDirectory));
20           }
21 
22           var dirs = Directory.GetDirectories(toZipDirectory, "*", SearchOption.AllDirectories)
23               .Select(dir => PathUtils.GetRelativePath(toZipDirectory, dir));
24           var files = Directory.GetFiles(toZipDirectory, "*", SearchOption.AllDirectories).ToArray();
25           var destFiles = files.Select(file => PathUtils.GetRelativePath(toZipDirectory, file)).ToArray();
26           if (File.Exists(destZipPath))
27           {
28               File.Delete(destZipPath);
29           }
30           using (ZipFile zipFile = ZipFile.Create(destZipPath))
31           {
32               zipFile.BeginUpdate();
33               foreach (var dir in dirs)
34               {
35                   zipFile.AddDirectory(dir);
36               }
37               for (int i = 0; i < files.Length; i++)
38               {
39                   zipFile.Add(files[i], destFiles[i]);
40               }
41               zipFile.CommitUpdate();
42           }
43           return true;
44       }

值得一提的是，如有需要指定Zip压缩文件内的文件名以及文件路径，可以在文件时输入对应的压缩后路径定义，注意是指压缩包内的相对路径：

 1       /// <summary>指定的文件压缩到对应的压缩文件中</summary>
 2       /// <param name="files">待压缩的文件路径列表(绝对路径)</param>
 3       /// <param name="destFiles">文件路径对应的压缩后路径列表，即压缩后压缩包内的文件路径</param>
 4       /// <param name="destZipPath">Zip文件的保存路径</param>
 5       public static bool Zip(List<string> files, List<string> destFiles, string destZipPath)
 6       {
 7           if (files.Count != destFiles.Count)
 8           {
 9               throw new ArgumentException($"{nameof(files)}与{nameof(destFiles)}文件列表数量不一致");
10           }
11           if (string.IsNullOrEmpty(destZipPath))
12               throw new ArgumentNullException(nameof(destZipPath));
13           using (ZipFile zipFile = ZipFile.Create(destZipPath))
14           {
15               zipFile.BeginUpdate();
16               for (int i = 0; i < files.Count; i++)
17               {
18                   zipFile.Add(files[i], destFiles[i]);
19               }
20               zipFile.CommitUpdate();
21           }
22           return true;
23       }

SharpZipLib虽然功能丰富，但大家看上面的demo代码，接口搞的有点复杂、学习曲线较高
同样我们按上面测试操作，解压缩同一zip文件，解压耗时20719ms，压缩耗时102109ms。。。

DotNetZip

再看看DotNetZip，这个相对SharpZipLib，API设计的更友好、容易上手。官网是haf/DotNetZip.Semverd(github.com)，它停止维护了。。。作者推荐大家去使用System.IO.Compression！好吧先忽略这个，尽管已不再积极维护，但稳定性、性能真的好，下面给大家列下使用demo和性能测试

Zip文件解压：

 1     /// <summary>
 2     /// 解压Zip文件
 3     /// </summary>
 4     /// <param name="zipFile">zip文件路径</param>
 5     /// <param name="outputFolder">解压目录</param>
 6     /// <param name="password">密码</param>
 7     /// <param name="progressChanged">解压进度回调</param>
 8     /// <returns></returns>
 9     public static void UnZip(string zipFile, string outputFolder, string password, Action<ZipProgress> progressChanged)
10     {
11         if (!File.Exists(zipFile)) throw new InvalidOperationException($"file not exist,{zipFile}");
12         //获取文件解压后的大小
13         var totalZipSize = GetZipFileSize(zipFile);
14         long completedSize = 0L;
15         using (var zip = ZipFile.Read(zipFile))
16         {
17             zip.Password = password;
18             zip.ExtractProgress += (s, e) =>
19             {
20                 if (e.EventType == ZipProgressEventType.Extracting_EntryBytesWritten)
21                 {
22                     var fileName = e.CurrentEntry.FileName;
23                     if (e.BytesTransferred < e.TotalBytesToTransfer)
24                     {
25                         //单个文件解压中的进度
26                         var operatingSize = completedSize + e.BytesTransferred;
27                         progressChanged?.Invoke(new ZipProgress(operatingSize, totalZipSize, fileName));
28                     }
29                     else
30                     {
31                         //单个文件解压完全的进度
32                         completedSize += e.TotalBytesToTransfer;
33                         progressChanged?.Invoke(new ZipProgress(completedSize, totalZipSize, fileName));
34                     }
35                 }
36             };
37             zip.ExtractAll(outputFolder);
38         }
39     }

这里获取压缩后文件大小，与上面SharpZipLib的zipEntry.Size对应，取的是zipEntry.UncompressedSize

非常人性的提供了ExtractProgress事件进度，我们取的是Extracting_EntryBytesWritten类型，可以拿到细节进度。具体进度的处理看上方代码

因为反馈的是详细字节写入进度，所以间隔很短。。。1ms都能给你爆几次进度，尤其是大文件：

所以需要限制下回调Action触发，可以加个计时器限制单个文件的进度回调，如100ms内最多触发一次，下面是优化后的代码：

 1     /// <summary>
 2     /// 解压Zip文件
 3     /// </summary>
 4     /// <param name="zipFile">zip文件路径</param>
 5     /// <param name="outputFolder">解压目录</param>
 6     /// <param name="password">密码</param>
 7     /// <param name="progressChanged">解压进度回调</param>
 8     /// <returns></returns>
 9     public static void UnZip(string zipFile, string outputFolder, string password,
10         Action<ZipProgress> progressChanged)
11     {
12         if (!File.Exists(zipFile)) throw new InvalidOperationException($"file not exist,{zipFile}");
13         //获取文件解压后的大小
14         var totalZipSize = GetZipFileSize(zipFile);
15         long completedSize = 0L;
16         using (var zip = ZipFile.Read(zipFile))
17         {
18             zip.Password = password;
19             var lastProgressTick = Environment.TickCount;
20             zip.ExtractProgress += (s, e) =>
21             {
22                 if (e.EventType == ZipProgressEventType.Extracting_EntryBytesWritten)
23                 {
24                     var fileName = e.CurrentEntry.FileName;
25                     if (e.BytesTransferred < e.TotalBytesToTransfer)
26                     {
27                         // 单个文件解压变化，限制间隔时间触发解压事件
28                         if (Environment.TickCount - lastProgressTick < ProgressEventTick)
29                         {
30                             return;
31                         }
32                         lastProgressTick = Environment.TickCount;
33                         //单个文件解压中的进度
34                         var operatingSize = completedSize + e.BytesTransferred;
35                         progressChanged?.Invoke(new ZipProgress(operatingSize, totalZipSize, fileName));
36                     }
37                     else
38                     {
39                         //重置计时器
40                         lastProgressTick = Environment.TickCount;
41                         //单个文件解压完全的进度
42                         completedSize += e.TotalBytesToTransfer;
43                         progressChanged?.Invoke(new ZipProgress(completedSize, totalZipSize, fileName));
44                     }
45                 }
46             };
47             zip.ExtractAll(outputFolder);
48         }
49     }

解压进度就正常了很多，限制间隔只会优化单个文件解压过程中的进度，单个文件解压完成时最后还是有进度回调的。

再看看Zip压缩：

 1     public static void Zip(string sourceFolder, string destZipFile, string password,
 2         Action<ZipProgress> zipProgressAction)
 3     {
 4         if (string.IsNullOrEmpty(destZipFile)) throw new ArgumentNullException(nameof(destZipFile));
 5         if (!destZipFile.ToUpper().EndsWith(".ZIP")) throw new ArgumentException("保存路径不是Zip文件", destZipFile);
 6         if (File.Exists(destZipFile)) File.Delete(destZipFile);
 7 
 8         using (var zipFile = new ZipFile())
 9         {
10             // 设置压缩进度事件处理程序
11             zipFile.SaveProgress += (sender, e) =>
12             {
13                 if (e.EventType == ZipProgressEventType.Saving_AfterWriteEntry)
14                     zipProgressAction?.Invoke(new ZipProgress(e.EntriesSaved, e.EntriesTotal, e.CurrentEntry.FileName));
15             };
16             zipFile.AddDirectory(sourceFolder);
17             zipFile.Password = password;
18             zipFile.Save(destZipFile);
19         }
20     }