什麼情況適合使用數據壓縮？

數據壓縮不僅能節省存儲空間，還可以用於提升網路傳輸性能。

通過網路傳輸數據，使用數據壓縮前後，處理的時間會有一些差別：

• 壓縮前：傳輸未壓縮數據耗時
• 壓縮後：壓縮耗時+傳輸壓縮數據耗時+解壓耗時

壓縮和解壓縮的操作都是計算密集型操作，非常耗費CPU資源，如果我們的應用處理業務邏輯本身就需要耗費大量的CPU資源，就不太適合再進行壓縮和解壓縮操作。

如果我們的系統瓶頸在於磁碟IO，同時CPU資源又有大量空閑，那麼就非常適合在將數據寫入磁碟前先進行壓縮。

數據壓縮的本質是資源的置換，是一個時間換空間，或者說CPU資源置換存儲資源的操作。

需要選擇什麼壓縮演算法？

壓縮演算法可以分為有損壓縮和無損壓縮，有損壓縮主要用來壓縮音視頻，它在壓縮之後會丟失消息，而無損壓縮的數據，在經過壓縮和解壓縮後，數據是沒有變化的。

目前常用的壓縮演算法包括：ZIP、GZIP、SNAPPY、LZ4等，選擇壓縮演算法時，主要考慮數據的壓縮率和壓縮耗時。一般來說，壓縮率越高的演算法，壓縮耗時也越高。如果對性能要求很高，可以選擇壓縮速度快的演算法，比如LZ4，如果需要更高的壓縮比，可以考慮GZIP演算法。

壓縮樣本對壓縮速度和壓縮比的影響也是比較大的，同樣大小的一段數字和一段新聞的文本，即使是使用相同的壓縮演算法，壓縮率和壓縮時間的差異也是比較大的，所以在選擇壓縮演算法之前，可以先嘗試用我們系統中真正使用的數據做一些測試，這樣可以找到最合適的壓縮演算法。

如何選擇合適的壓縮分段？

大部分壓縮演算法的區別主要在於對數據進行編碼不同，壓縮的流程和壓縮包的結構大致一樣，而在壓縮的過程中，我們需要瞭解如何選擇合適的壓縮分段大小。

在壓縮時，給定的被壓縮數據必須由確定的長度，或者說是有頭有尾的數據，不能是一個無限的流數據。如果要對流數據進行壓縮，也需要把流數據劃分成多個幀，一幀一幀的分段壓縮。

壓縮演算法在開始壓縮之前，一般都需要對被壓縮數據從頭到尾進行一次掃描，掃描的目的是確定如何對數據進行劃分和編碼，一般的原則是重覆次數多、占用空間大的內容，使用儘量短的編碼，這樣壓縮率會更高。

被壓縮的數據長度越大，重碼率會越高，壓縮比也就越高。

分段也不是越大越好，實際上分段大小超過一定長度後，再增加長度對壓縮率的共用就不大了，同時，過大的分段長度，在解壓縮時，會有更多的解壓浪費。

我們需要根據具體的業務場景，選擇合適的壓縮分段，在壓縮率、壓縮速度和解壓浪費之間找到一個合適的平衡。

Kafka如何處理消息壓縮？

Kafka是否開啟消息壓縮，是可以進行配置的，它也支持配置使用哪一種壓縮演算法。

在開啟壓縮時，Kafka選擇一批消息一起壓縮，每一批消息就是一個壓縮分段。使用者也可以通過參數來控制每批消息的大小。

Kafka並不需要在服務端對接收到的批消息進行解壓，而是整批直接存儲，然後將其發送給消費者，由消費者對批消息進行解壓處理。

不在服務端解壓，就不會耗費服務端的CPU資源，同時傳遞消息數據時，真用的傳輸帶寬也會小。

在使用Kafka時，如果生產者和消費者的CPU資源不是特別吃緊，開啟壓縮後，可以節省網路帶寬和服務端的存儲空間，提升總體的吞吐量。