面试题：消息队列 Kafka 开发中常用的消息存储压缩算法有哪些及其基本原理

Question

在 Kafka 开发场景下，消息存储涉及到多种压缩算法以提升性能与存储效率。请列举出至少两种常用的压缩算法，并简要阐述它们的基本工作原理。

Answer 1

• GZIP：
  • 工作原理：GZIP 使用DEFLATE算法，它结合了LZ77算法与哈夫曼编码。首先，LZ77算法会在输入数据中查找重复出现的字符串，用一个三元组（偏移量，长度，下一个字符）来替换该重复字符串，以此实现数据的初步压缩。接着，哈夫曼编码会对经过LZ77处理后的数据进行进一步压缩，它根据字符出现的频率构建一棵哈夫曼树，出现频率高的字符用较短的编码表示，频率低的字符用较长的编码表示，从而减少数据总体的存储空间。
• Snappy：
  • 工作原理：Snappy基于LZ77算法的变种。它会在输入数据中寻找重复的字节序列，找到后用一个指向该重复序列开始位置的指针和长度来代替这个重复序列，实现对数据的压缩。与其他算法不同的是，Snappy牺牲了一定的压缩率以换取更快的压缩和解压缩速度，它更注重在短时间内完成数据的压缩和解压缩操作，适合对实时性要求较高的场景。