本篇介如何在 Linux 系統上安裝與使用 Zstd 這個快速壓縮與解壓縮工具，應用於即時性的資料壓縮工作。
Zstandard（簡稱 Zstd）是由 facebook 所開發的一套資料壓縮演算法與工具，以開放原始碼的授權方式釋出，它的壓縮比與 DEFLATE 演算法差不多，但是壓縮與解壓縮的速度更快，適合用於即時性的資料壓縮工作，而目前 facebook 內部也正運用 Zstandard 處理各類大量資料的壓縮，是一個相當不錯的壓縮工具。
Zstandard 壓縮演算法
下面這張表格是以 lzbench 這個壓縮演算法標竿測試工具所測試出來的結果，在相同壓縮比（Ratio）之下，Zstandard 的壓縮與解壓縮速度是目前最優秀的。
| Compressor name | Compression | Decompress. | Compr. size | Ratio |
|---|---|---|---|---|
| memcpy | 8657 MB/s | 8891 MB/s | 211947520 | 100.00 |
| brotli 2017-03-10 -0 | 225 MB/s | 246 MB/s | 78432913 | 37.01 |
| libdeflate 0.7 -1 | 117 MB/s | 570 MB/s | 73318371 | 34.59 |
| lz4 1.7.5 | 452 MB/s | 2244 MB/s | 100880800 | 47.60 |
| lzf 3.6 -0 | 244 MB/s | 550 MB/s | 105682088 | 49.86 |
| lzo1x 2.09 -1 | 394 MB/s | 551 MB/s | 100572537 | 47.45 |
| snappy 1.1.4 | 327 MB/s | 1075 MB/s | 102146767 | 48.19 |
| zlib 1.2.11 -1 | 66 MB/s | 250 MB/s | 77259029 | 36.45 |
| zstd 1.1.4 -1 | 242 MB/s | 636 MB/s | 73654014 | 34.75 |
安裝 Zstandard 壓縮工具
若要在 Ubuntu Linux 中，可以使用 apt 來安裝 Zstandard 壓縮工具：
# Ubuntu 安裝 zstd 壓縮工具
sudo apt-get install zstd
若在 CentOS Linux 中，則可使用 yum 安裝：
# CentOS 安裝 zstd 壓縮工具
sudo yum install zstd
在其他的 Linux 系統下，若沒有可以直接安裝的套件，也可以從原始碼自行編譯安裝：
# 下載 zstd 原始碼 git clone https://github.com/facebook/zstd.git # 編譯 zstd cd zstd make # 安裝 zstd sudo make install
壓縮檔案
zstd 指令的使用方式跟標準的 gzip 壓縮指令很類似，只是有些小地方不同而已。
若要使用 zstd 壓縮檔案，可以加上 -z 參數，並指定檔案名稱：
# 以 zstd 壓縮檔案 zstd -z my_file.txt
my_file.txt : 14.81% (529929 => 78495 bytes, my_file.txt.zst)
經過 zstd 壓縮之後，會產生 *.zst 的壓縮檔。
zstd 若不加任何參數，預設就是壓縮檔案的意思，所以若要壓縮檔案，可以不需要加任何參數：
# 以 zstd 壓縮檔案
zstd my_file.txt
解壓縮檔案
若要解壓縮 zst 壓縮檔，可以使用 -d 參數：
# 解壓縮 zst 檔案 zstd -d my_file.txt.zst
my_file.txt.zst : 529929 bytes
unzstd 指令亦可用來解壓縮 zst 壓縮檔，作用跟 zst 加上 -d 參數是相同的：
unzstd my_file.txt.zst
刪除原始檔案
zstd 在壓縮或解壓縮資料時，預設會把原來的檔案或壓縮檔案保留下來，如想讓 zstd 自動刪除原始檔案，可以加上 --rm 參數：
# 以 zstd 壓縮檔案（刪除原始檔案） zstd --rm my_file.txt # 解壓縮 zst 檔案（刪除原始檔案） zstd --rm -d my_file.txt.zst
多檔案與目錄
若要壓縮多個檔案或整個目錄，可以配合 tar 指令，先將檔案壓縮成單一檔案後，再用 zstd 壓縮：
# 使用 tar 與 zstd 壓縮目錄 tar -I zstd -cvf my_folder.tar.zst my_folder/ # 使用 tar 與 zstd 壓縮多個檔案 tar -I zstd -cvf my_files.tar.zst file1.txt file2.txt
若要解壓縮 *.tar.zst 壓縮檔，可以執行：
# 使用 tar 與 zstd 解壓縮 *.tar.zst 檔案 tar -I zstd -xvf my_folder.tar.zst
查看 zst 壓縮檔
若要查看 zst 壓縮檔案的內容，可以使用 -l 參數：
# 查看 zst 壓縮檔案內容 zstd -l my_file.txt.zst
===========================================
Printing information about compressed files
===========================================
Number of files listed: 1
my_file.txt.zst (1/1):
Skippable Non-Skippable Compressed Uncompressed Ratio Check Filename
0 1 76.66 KB 517.51 KB 6.751 XXH64 my_file.txt.zst
檢查 zst 壓縮檔內容是否正常
若要檢查 zst 壓縮檔案內容是否正常，可以使用 -t 參數：
# 檢查 zst 壓縮檔內容是否正常 zstd -t my_file.txt.zst
my_file.txt.zst : 529929 bytes
-t 的效果就等同於 --decompress 加上 --stdout，然後將解壓縮的輸出丟棄。
解壓縮並輸出 zst 壓縮檔案內容
若要直接解壓縮並輸出 zst 壓縮檔案內容，可以使用 -dcf 參數：
# 解壓縮並輸出 zst 檔案內容 zstd -dcf my_file.txt.zst
或是使用 zstdcat 指令：
# 解壓縮並輸出 zst 檔案內容
zstdcat my_file.txt.zst
指定壓縮層級
zstd 的壓縮層級範圍是 1 到 19，預設值是 3，我們可以接用數字參數調整這個設定值：
# 指定壓縮層級 zstd -9 my_file.txt
my_file.txt : 12.05% (529929 => 63862 bytes, my_file.txt.zst)
若在正常的壓縮層級還是不夠用的時候，可以使用 --ultra 參數提高壓縮層級上限，最高可以達到 22，不過在這種模式之下，壓縮與解壓縮時會需要大量的記憶體。
多執行緒
如果資料比較多的時候，可以加上 -T 參數，並指定執行緒的數量，以多執行緒的方式平行進行壓縮或解壓縮工作：
# 以多執行緒平行進行壓縮 zstd -T4 my_file.txt # 以多執行緒平行進行解壓縮 zstd -T4 -d my_file.txt.zst
若將執行緒數量指定為 0，則可自動使用所有的 CPU 核心進行平行的壓縮或解壓縮：
# 自動使用所有 CPU 核心 zstd -T0 my_file.txt
zstdmt 指令是 zstd 的多執行緒版本，等同於 zstd 加上 -T0 參數：
# 自動使用所有 CPU 核心
zstdmt my_file.txt
標竿測試
如果想測試 zstd 在不同壓縮層級的效能，可以使用 -b 參數進行標竿測試，並指定想測試的壓縮層級：
# 測試壓縮層級 5 的效能 zstd -b5
5#Synthetic 50% : 10000000 -> 3271570 (3.057), 38.8 MB/s , 550.0 MB/s
實時（Real-time）
若在即時性的壓縮應用上，在執行 zstd 時可以加上 --priority=rt，將 zstd 壓縮指令的行程設定為實時（Real-time），讓壓縮工作盡可能加速：
# 實時（Real-time）壓縮行程 zstd --priority=rt my_file.txt
顯示詳細輸出
若要讓 zstd 顯示更詳細的輸出資訊，可以加上 -v 參數：
# 顯示詳細輸出 zstd -v my_file.txt.zst
*** zstd command line interface 64-bits v1.3.1, by Yann Collet *** my_file.txt : 14.81% (529929 => 78495 bytes, my_file.txt.zst)
zstd 還有許多其他的參數可以使用，關於其餘各種參數使用說明，可以參考 zstd 的線上手冊：
man zstd
參考資料：Tecmint
