folly/io/Compression.h

   1 /*
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  15  */
  16
  17 #ifndef FOLLY_IO_COMPRESSION_H_
  18 #define FOLLY_IO_COMPRESSION_H_
  19
  20 #include <cstdint>
  21 #include <limits>
  22 #include <memory>
  23
  24 #include <folly/io/IOBuf.h>
  25
  26 /**
  27  * Compression / decompression over IOBufs
  28  */
  29
  30 namespace folly { namespace io {
  31
  32 enum class CodecType {
  33   /**
  34    * This codec type is not defined; getCodec() will throw an exception
  35    * if used. Useful if deriving your own classes from Codec without
  36    * going through the getCodec() interface.
  37    */
  38   USER_DEFINED = 0,
  39
  40   /**
  41    * Use no compression.
  42    * Levels supported: 0
  43    */
  44   NO_COMPRESSION = 1,
  45
  46   /**
  47    * Use LZ4 compression.
  48    * Levels supported: 1 = fast, 2 = best; default = 1
  49    */
  50   LZ4 = 2,
  51
  52   /**
  53    * Use Snappy compression.
  54    * Levels supported: 1
  55    */
  56   SNAPPY = 3,
  57
  58   /**
  59    * Use zlib compression.
  60    * Levels supported: 0 = no compression, 1 = fast, ..., 9 = best; default = 6
  61    */
  62   ZLIB = 4,
  63
  64   /**
  65    * Use LZ4 compression, prefixed with size (as Varint).
  66    */
  67   LZ4_VARINT_SIZE = 5,
  68
  69   /**
  70    * Use LZMA2 compression.
  71    * Levels supported: 0 = no compression, 1 = fast, ..., 9 = best; default = 6
  72    */
  73   LZMA2 = 6,
  74   LZMA2_VARINT_SIZE = 7,
  75
  76   /**
  77    * Use ZSTD_BETA compression.
  78    * This format is not yet final; please do not rely on it for anything other
  79    * than testing purposes yet.
  80    */
  81   ZSTD_BETA = 8,
  82
  83   /**
  84    * Use gzip compression.  This is the same compression algorithm as ZLIB but
  85    * gzip-compressed files tend to be easier to work with from the command line.
  86    * Levels supported: 0 = no compression, 1 = fast, ..., 9 = best; default = 6
  87    */
  88   GZIP = 9,
  89
  90   NUM_CODEC_TYPES = 10,
  91 };
  92
  93 class Codec {
  94  public:
  95   virtual ~Codec() { }
  96
  97   /**
  98    * Return the maximum length of data that may be compressed with this codec.
  99    * NO_COMPRESSION and ZLIB support arbitrary lengths;
 100    * LZ4 supports up to 1.9GiB; SNAPPY supports up to 4GiB.
 101    * May return UNLIMITED_UNCOMPRESSED_LENGTH if unlimited.
 102    */
 103   uint64_t maxUncompressedLength() const;
 104
 105   /**
 106    * Return the codec's type.
 107    */
 108   CodecType type() const { return type_; }
 109
 110   /**
 111    * Does this codec need the exact uncompressed length on decompression?
 112    */
 113   bool needsUncompressedLength() const;
 114
 115   /**
 116    * Compress data, returning an IOBuf (which may share storage with data).
 117    * Throws std::invalid_argument if data is larger than
 118    * maxUncompressedLength().
 119    *
 120    * Regardless of the behavior of the underlying compressor, compressing
 121    * an empty IOBuf chain will return an empty IOBuf chain.
 122    */
 123   std::unique_ptr<IOBuf> compress(const folly::IOBuf* data);
 124
 125   /**
 126    * Uncompress data. Throws std::runtime_error on decompression error.
 127    *
 128    * Some codecs (LZ4) require the exact uncompressed length; this is indicated
 129    * by needsUncompressedLength().
 130    *
 131    * For other codes (zlib), knowing the exact uncompressed length ahead of
 132    * time might be faster.
 133    *
 134    * Regardless of the behavior of the underlying compressor, uncompressing
 135    * an empty IOBuf chain will return an empty IOBuf chain.
 136    */
 137   static constexpr uint64_t UNKNOWN_UNCOMPRESSED_LENGTH = uint64_t(-1);
 138   static constexpr uint64_t UNLIMITED_UNCOMPRESSED_LENGTH = uint64_t(-2);
 139
 140   std::unique_ptr<IOBuf> uncompress(
 141       const IOBuf* data,
 142       uint64_t uncompressedLength = UNKNOWN_UNCOMPRESSED_LENGTH);
 143
 144  protected:
 145   explicit Codec(CodecType type);
 146
 147  private:
 148   // default: no limits (save for special value UNKNOWN_UNCOMPRESSED_LENGTH)
 149   virtual uint64_t doMaxUncompressedLength() const;
 150   // default: doesn't need uncompressed length
 151   virtual bool doNeedsUncompressedLength() const;
 152   virtual std::unique_ptr<IOBuf> doCompress(const folly::IOBuf* data) = 0;
 153   virtual std::unique_ptr<IOBuf> doUncompress(const folly::IOBuf* data,
 154                                               uint64_t uncompressedLength) = 0;
 155
 156   CodecType type_;
 157 };
 158
 159 constexpr int COMPRESSION_LEVEL_FASTEST = -1;
 160 constexpr int COMPRESSION_LEVEL_DEFAULT = -2;
 161 constexpr int COMPRESSION_LEVEL_BEST = -3;
 162
 163 /**
 164  * Return a codec for the given type. Throws on error.  The level
 165  * is a non-negative codec-dependent integer indicating the level of
 166  * compression desired, or one of the following constants:
 167  *
 168  * COMPRESSION_LEVEL_FASTEST is fastest (uses least CPU / memory,
 169  *   worst compression)
 170  * COMPRESSION_LEVEL_DEFAULT is the default (likely a tradeoff between
 171  *   FASTEST and BEST)
 172  * COMPRESSION_LEVEL_BEST is the best compression (uses most CPU / memory,
 173  *   best compression)
 174  *
 175  * When decompressing, the compression level is ignored. All codecs will
 176  * decompress all data compressed with the a codec of the same type, regardless
 177  * of compression level.
 178  */
 179 std::unique_ptr<Codec> getCodec(CodecType type,
 180                                 int level = COMPRESSION_LEVEL_DEFAULT);
 181
 182 }}  // namespaces
 183
 184 #endif /* FOLLY_IO_COMPRESSION_H_ */