1、zlib简介

zlib是提供数据压缩用的函式库，最早是由Jean-loup Gailly与Mark Adler所开发。今天，zlib是一种事实上的业界标准，以至于在标准文档中，zlib和DEFLATE常常互换使用。数以万计的应用程序直接或间接依靠zlib压缩函式库，包括： Linux核心、libpng、Apache、nginx等等。

2、如何下载zlib库源代码

可以通过 zlib官网去下载最新的源代码
这里附上一份 zlib-1.2.11 源代码

3、如何安装zlib库

在centos7下可以通过一下命令去安装zlib库，其他Linux发行版或者其他系统的安装方式可以自行查照百度，或者直接使用源代码进行安装

yum install -y zlib zlib-devel

4、zlib代码封装步骤

4.1、编写初始化函数

zlib官方的API中压缩使用deflateInit或者deflateInit2，解压使用inflateInit或者inflateInit2，推荐使用后者，后续我们也是根据后者来对zlib进行一个封装。具体函数如下（位于源代码 zlib.h 文件中）：
在这里插入图片描述
可以看到，事实上上面几个函数只是一个宏，真正的函数是 deflateInit_、inflateInit_、deflateInit2_、inflateInit2_这四个，压缩的函数位于inflate.c 中，解压的函数位于 deflate.c 文件中。
从图中可以看到 deflateInit2 有6个参数，分别是：

strm:：zlib压缩流，一个结构体，里面包含了压缩和解压的信息
level,：压缩等级(-1: 使用默认压缩等级，源码中是6, 0: 不压缩, 正常1~9，数值越大压缩强度越大)
method,：压缩方法（填默认值Z_DEFLATED就行了）
windowBits：类似于选择模式（-(15 ~ 8) : 纯deflate压缩，8 ~ 15 : 带zlib头和尾， > 15 : 带gzip头和尾）
memLevel：运行过程中的内存限制(>=1 && <= 9)
strategy：压缩策略，有5中可以选择，一般默认的Z_DEFAULT_STRATEGY即可（Z_FILTERED，Z_HUFFMAN_ONLY，Z_RLE，Z_FIXED，Z_DEFAULT_STRATEGY）

而 inflateInit2 相对简单一点，只有两个参数，分别是 strm 和 windowBits，含义同上。
z_stream 结构体定义如图，也是在 zlib.h 文件中。
我们可以通过 zalloc、zfree、opaque 这三个参数来设置自己的内存分配器，也可以把他们全部置空，使用系统默认的分配器。于是乎我们可以在类中封装一个初始化函数如下：

int ZlibStream::init(Type type, int level, int window_bits,int memlevel, Strategy strategy)
{assert((level >= 0 && level <= 9) || level == -1);assert((window_bits >= 8 && window_bits <= 15));assert((memlevel >= 1 && memlevel <= 9));memset(&m_zstream, 0, sizeof(m_zstream));m_zstream.zalloc = Z_NULL;m_zstream.zfree = Z_NULL;m_zstream.opaque = Z_NULL;switch (type){case DEFLATE:window_bits = -window_bits;break;case GZIP:window_bits += 16;break;case ZLIB:default:break;}if (m_encode)return deflateInit2(&m_zstream, level, Z_DEFLATED, window_bits,memlevel, (int)strategy);elsereturn inflateInit2(&m_zstream, window_bits);
}

在类中添加两个枚举，使得输入参数更为直观

    /*** brief: 压缩类型*/enum Type{DEFLATE = 0,ZLIB,GZIP};/*** brief: 压缩策略*/enum Strategy{DEFAULT = Z_DEFAULT_STRATEGY,FILTERED = Z_FILTERED,HUFFMAN = Z_HUFFMAN_ONLY,RLE = Z_RLE,FIXED = Z_FIXED};

4.2、编写压缩、解压函数

代码如下，其中主要使用了 deflate 和 inflate 函数，这两个函数的第一个参数都是刚刚初始化的那个 z_stream 结构体，第二个参数可以可以是 Z_NO_FLUSH 和 Z_FINISH，前者表示还有数据要压缩，后者表示已无数据需要压缩，一般用于压缩结尾输出最后的压缩内容。
我们一开始需要设置 z_stream 的 next_in（指向压缩数据的指针）和 avail_in（压缩数据的长度），而 next_out 则是设置为指向我们输出结果的内存块，相应的 avail_out 则是该内存块的大小。每次调用 deflate 或者 inflate 之后，avail_out 会变成输出内存块剩余的空间大小，在代码中我们也是根据这个值是否为0来判断当次压缩是否完成的。

int ZlibStream::execute(bool encode, const std::vector<iovec>& v)
{int ret = 0;for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){m_zstream.avail_in = v[i].iov_len;m_zstream.next_in = (Bytef*)v[i].iov_base;iovec* ivc = nullptr;do{if (m_buffers.empty() || m_buffers.back().iov_len == m_buffSize){iovec vc;vc.iov_base = malloc(m_buffSize);vc.iov_len = 0;m_buffers.push_back(vc);}ivc = &m_buffers.back();m_zstream.avail_out = m_buffSize - ivc->iov_len;m_zstream.next_out = (Bytef*)ivc->iov_base + ivc->iov_len;if (m_encode)ret = deflate(&m_zstream, Z_NO_FLUSH);elseret = inflate(&m_zstream, Z_NO_FLUSH);if (ret == Z_STREAM_ERROR)return ret;ivc->iov_len = m_buffSize - m_zstream.avail_out;}while (m_zstream.avail_out == 0);}return Z_OK;
}

4.3、编写刷新数据函数

代码如下，和之前的压缩执行函数基本一致，只是此时已无数据需要压缩了，则将next_in 和 avail_in 置空，deflate 和 inflate 的第二个参数改为 Z_FINISH，在最后调用 deflateEnd 或者 inflateEnd 来结束本次压缩/解压过程，最终的数据也顺利输出到我们的缓冲区中。(注:输出最后的数据时有可能会出现输出内存不够的情况，所以依然需要循环判断 avail_out 是否用完，这一步是不能省略的)

int ZlibStream::flush()
{int ret = 0;m_zstream.avail_in = 0;m_zstream.next_in = nullptr;iovec* ivc = nullptr;do{if (m_buffers.empty() || m_buffers.back().iov_len == m_buffSize){iovec vc;vc.iov_base = malloc(m_buffSize);vc.iov_len = 0;m_buffers.push_back(vc);}iovec* ivc = &m_buffers.back();m_zstream.avail_out = m_buffSize - ivc->iov_len;m_zstream.next_out = (Bytef*)ivc->iov_base + ivc->iov_len;if (m_encode)ret = deflate(&m_zstream, Z_FINISH);elseret = inflate(&m_zstream, Z_FINISH);if (ret == Z_STREAM_ERROR)return ret;ivc->iov_len = m_buffSize - m_zstream.avail_out;}while (m_zstream.avail_out == 0);if (m_encode)deflateEnd(&m_zstream);elseinflateEnd(&m_zstream);return Z_OK;
}