nginx系列之gzip模块的用法和测评

1、前言

gzip在*nix系统中是个压缩命令，用于把文件压缩成.gz后缀的文件，以减小磁盘占用空间。与之相对应的是命令gunzip，用于解压缩用gzip方法压缩的文件。nginx每天会对当天的访问日志进行压缩，通常在其日志文件目录下也可看到一大堆的access.log-yyyymmdd.gz文件。

nginx有个gzip模块，用于对输出到客户端的内容进行压缩，以减小传输文件体积，减少对网络带宽的占用。在Web应用中通常启用gzip压缩，用来缩短响应时间，提升用户体验。当然，服务器端要压缩，客户端必须解压缩，这都将占用cpu时间。不过，由于传输内容减小了，传输过程中，各网卡、路由器、交换机对数据包的处理时间也会缩短。gzip压缩是就在这里赢得了时间。

2、指令说明

gzip压缩功能要启用，必须满足以下几个条件：

客户端发送的HTTP报头必须含有 “Accept-Encoding” 字段，且其值包含 “gzip” 这个压缩类型。一般浏览器都会发 “Accept-Encoding:gzip, deflate, sdch” 这样的报头。
服务器做响应的配置，以nginx为例，示例配置如下：

# 对static目录下js、css、jpg、jpeg、png、gif后缀的文件启用gzip压缩功能
location ~ /static/(.+)\.(js|css|jpg|jpeg|png|gif) {
    gzip on; # 启用gzip压缩，默认是off，不启用
# 对js、css、jpg、png、gif格式的文件启用gzip压缩功能
    gzip_types application/javascript text/css image/jpeg image/png image/gif;
    gzip_min_length 1024; # 所压缩文件的最小值，小于这个的不会压缩
    gzip_buffers 4 1k; # 设置压缩响应的缓冲块的大小和个数，默认是内存一个页的大小
    gzip_comp_level 1; # 压缩水平，默认1。取值范围1-9，取值越大压缩比率越大，但越耗cpu时间
}

如果服务器启用了gzip压缩，那么响应头会包含 Content-Encoding:gzip，客户端根据这个来判断服务器返回的内容是否真正为gzip压缩过的内容。

3、对各文件的压缩比率测试

为方便对文件批量测试，写了个php小程序。

该程序处理的服务器返回的传输类型为分块传输，即带 “Transfer-Encoding:chunked” HTTP响应头。

function testGzip($host, $uri) {
$socket = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
    socket_connect($socket, '127.0.0.1', 80);

$request = "GET $uri HTTP/1.1\r\n";
$request .= "Host: $host\r\n";
$request .= "Accept-Encoding: gzip\r\n";
$request .= "Connection: Keep-Alive\r\n\r\n";

    socket_write($socket, $request, strlen($request));

$headers = [];
while (($line = socket_read($socket, 1024, PHP_NORMAL_READ))) {
        socket_read($socket, 1, PHP_BINARY_READ);
if ($line == "\r") {
break;
        }
$headers[] = rtrim($line, "\r");
    }

$totalSize = 0;
$chunkSizeList = [];
$data = "";

while (true) {
$lenx = rtrim(socket_read($socket, 1024, PHP_NORMAL_READ), "\r");

        socket_read($socket, 1, PHP_BINARY_READ);
$len =  hexdec($lenx);

if ($len == 0) {
            socket_read($socket, 2, PHP_BINARY_READ);
break;
        } else {
//echo 'len=', $len, PHP_EOL;
        }

$chunkSizeList[] = $len;
$totalSize += $len;

$data .= socket_read($socket, $len, PHP_BINARY_READ);
        socket_read($socket, 2, PHP_BINARY_READ);
//usleep(10000);
    }

    socket_close($socket);

$decodedData = gzdecode($data);
#echo $decodedData;
return [$headers, $chunkSizeList, $totalSize, strlen($decodedData)];
}

function batchGzipTest($host, $basePath, $files) {
$stats = [];

foreach ($files as $jsFile) {
$stats[$jsFile] = testGzip($host, $basePath . $jsFile);
    }

echo "|文件名|初始大小|压缩后大小|压缩比率|", PHP_EOL;
echo "|------|:-----|:-----|:-----|", PHP_EOL;
foreach($stats as $jsFile => $v) {
echo "|", $jsFile, "|", $v[3], "|", $v[2], "|", sprintf("%.2f", ($v[3]-$v[2])/$v[3]*100), "%", "|", PHP_EOL;
    }
}

使用示例：

$host = 'invo.com';

$jsPath = '/static/js/';

$jsFiles = [
'arttemplate.js', 
'bootstrap.min.js', 
'fastclick.min.js', 
'jquery220.min.js', 
'moment.min.js',
'vue.js',
];

batchGzipTest($host, $jsPath, $jsFiles);

3.1 js文件压缩比率测试

对常用的6个js文件做了测试，结果如下：

文件名	初始大小	压缩后大小	压缩比率
arttemplate.js	4449	2257	49.27%
bootstrap.min.js	36868	11804	67.98%
fastclick.min.js	8776	3124	64.40%
jquery220.min.js	85589	34942	59.17%
moment.min.js	40737	15838	61.12%
vue.js	222777	75157	66.26%

最小49.27%，最大67.98%，还算不错！！

3.2 css文件压缩比率测试

对5个css文件进行测试：

文件名	初始大小	压缩后大小	压缩比率
bootstrap.min.css	121260	25198	79.22%
citheme.css	2486	1186	52.29%
datepicker3.css	33745	3867	88.54%
mui.min.css	77557	16183	79.13%
slider.css	8486	1745	79.44%

最小52.29%，最大88.64%，相当可以！！

3.3 图片文件压缩比率测试

3个png文件，2个jpg文件。

文件名	初始大小	压缩后大小	压缩比率
1.png	16953	16882	0.42%
2.png	117010	116875	0.12%
3.png	66492	62771	5.60%
4.jpg	775702	771901	0.49%
5.jpg	620888	618391	0.40%

没什么效果，令人失望！！估计是因为png、jpeg这些格式的图片已经是压缩过了的缘故。

3.4 html文件压缩比率测试

随机对5个html文件进行测试。

文件名	初始大小	压缩后大小	压缩比率
genindex.html	116025	17769	84.69%
index.html	53112	8726	83.57%
search.html	33589	6495	80.66%
license.html	35035	7285	79.21%
DCO.html	35168	7258	79.36%

效果比css文件的还要好！！

总结：gzip压缩对文本文件压缩效果非常好（40%～80%），而对图片文件效果甚微。实际应用中可以考虑对js、html、css格式的文件开启gzip压缩。估计json也是不错的，读者有兴趣可以自己去测试下。

4、后记

这篇文章快写完时，MarkDown竟然出问题了，说要重新加载，结果内容全没了。多么痛的领悟！只得收拾残碎的记忆又重新写了一遍。

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