Update internal/compression/compression.go

This commit is contained in:
gvsafronov committed 2026-10-04 18:22:30 +00:00
1 parent c9a5c8307c
commit afbc88c3e8
1 file changed
+329 -137
+329 -137
View File
@@ -10,10 +10,44 @@
// Файл: internal/compression/compression.go
// Назначение: Реализация сжатия данных с использованием различных алгоритмов.
// Поддерживаемый алгоритм: Brotli.
// Поддерживаемые алгоритмы: Snappy, Brotli, Zstd.
// Обеспечивает прозрачное сжатие/распаковку для документов.
// LZ4 был удалён в пользу Brotli для лучшего версионирования.
// Защита от collision magic bytes через усиленную проверку заголовка
// Защита от collision magic bytes через усиленную проверку заголовка.
//
// ИСПРАВЛЕНО:
// 1. Compress больше не паникует при config == nil — возвращает data
// как есть (это логично: без конфигурации сжатие выключено).
// 2. Compress учитывает оверхед заголовка при решении «сжимать или нет».
// Раньше проверялось `len(compressed) >= len(data)`, но не учитывалось,
// что заголовок (13 или 14 байт) может сделать итог больше исходных
// данных. Теперь сравнение: `len(compressed) + headerSize >= len(data)`.
// 3. Level для brotli теперь применяется (brotli.NewWriterLevel), а не
// игнорируется. Диапазон уровней brotli — 0..11, поэтому входной
// Level (1..9) нормализуется.
// 4. Введены константы MagicV1HeaderSize и MagicV2HeaderSize. Раньше
// в decompressV1 стояло магическое число 13, а MinCompressedSize = 14
// относилось к V2 — легко было перепутать.
// 5. zstd-энкодер и декодер кэшируются (sync.Map). zstd.Encoder.EncodeAll
// и zstd.Decoder.DecodeAll потокобезопасны, поэтому кэш безопасен.
// Раньше энкодер/декодер создавались на каждый вызов Compress /
// doDecompress — это дорого на горячем пути.
// 6. Логика парсинга заголовка (V1/V2) вынесена в parseHeader —
// убрано дублирование между Decompress, DecompressAuto, IsCompressed,
// GetCompressionType.
// 7. В doDecompress для CompressionNone добавлена проверка размера
// (защита в глубину от malformed-входа).
// 8. bytes.Equal(data[0:N], magic) заменено на bytes.HasPrefix —
// идиоматичнее и читается лучше.
// 9. Лимит originalSize вынесен в константу MaxOriginalSize.
// 10. Обновлён комментарий про LZ4: LZ4 удалён, остались snappy/brotli/zstd.
//
// ИСПРАВЛЕНО (компиляция):
// В Compress, в ветке case "zstd", переменная err была объявлена,
// но не использовалась: zstd.Encoder.EncodeAll не возвращает ошибку.
// Убрано объявление `encoder, err := ...` — теперь `encoder, e := ...`
// с локальной переменной e, которая проверяется тут же. Внешняя err
// по-прежнему используется в других ветках (snappy/brotli) и в
// финальной проверке оверхеда заголовка.
package compression
@@ -21,13 +55,18 @@ import (
"bytes"
"encoding/binary"
"fmt"
"sync"
"github.com/andybalholm/brotli"
"github.com/golang/snappy"
"github.com/klauspost/compress/zstd"
"github.com/andybalholm/brotli"
)
// Config представляет конфигурацию сжатия
// =============================================================================
// КОНФИГУРАЦИЯ
// =============================================================================
// Config представляет конфигурацию сжатия.
type Config struct {
Enabled bool // Включено ли сжатие
Algorithm string // Алгоритм сжатия: snappy, brotli, zstd
@@ -35,50 +74,204 @@ type Config struct {
MinSize int // Минимальный размер для сжатия (байт)
}
// MagicNumber используется для идентификации сжатых данных
// =============================================================================
// MAGIC NUMBERS И КОНСТАНТЫ ФОРМАТА
// =============================================================================
// MagicNumber используется для идентификации сжатых данных (V1).
var MagicNumber = []byte{0x46, 0x54, 0x52, 0x53} // "FTRS" - Futriis
// Расширенный magic с версией для предотвращения collision
// MagicNumberV2 — расширенный magic с версией для предотвращения collision.
var MagicNumberV2 = []byte{0x46, 0x54, 0x52, 0x53, 0x02} // "FTRS\x02"
// MinCompressedSize — минимальный размер валидного сжатого блока
// Для защиты от collision с пользовательскими данными
const MinCompressedSize = 14 // 5 (magic v2) + 1 (type) + 8 (size)
const (
// MagicV1HeaderSize — размер заголовка формата V1:
// 4 (magic) + 1 (type) + 8 (size) = 13 байт.
MagicV1HeaderSize = 4 + 1 + 8
// CompressionType определяет тип сжатия
// MagicV2HeaderSize — размер заголовка формата V2:
// 5 (magic) + 1 (type) + 8 (size) = 14 байт.
MagicV2HeaderSize = 5 + 1 + 8
// MinCompressedSize — минимальный размер валидного сжатого блока.
// Равен размеру заголовка V2 (самый свежий формат).
// Оставлен экспортируемым для обратной совместимости с внешним кодом,
// который мог его использовать.
MinCompressedSize = MagicV2HeaderSize
// MaxOriginalSize — верхняя граница originalSize, которую мы считаем
// разумной. 100 GiB. Защита от мусорных/враждебных заголовков.
MaxOriginalSize = uint64(100) * 1024 * 1024 * 1024
)
// CompressionType определяет тип сжатия.
type CompressionType byte
const (
CompressionNone CompressionType = 0x00
CompressionSnappy CompressionType = 0x01
CompressionBrotli CompressionType = 0x02
CompressionZstd CompressionType = 0x03
CompressionNone CompressionType = 0x00
CompressionSnappy CompressionType = 0x01
CompressionBrotli CompressionType = 0x02
CompressionZstd CompressionType = 0x03
)
// Compress сжимает данные с использованием указанного алгоритма
// =============================================================================
// КЭШ ZSTD ENCODER / DECODER
// =============================================================================
//
// zstd.Encoder.EncodeAll и zstd.Decoder.DecodeAll потокобезопасны
// (см. документацию klauspost/compress/zstd). Поэтому один общий
// encoder/decoder можно безопасно переиспользовать из многих горутин.
//
// Кэшируем по уровню для encoder и один общий для decoder.
var (
zstdEncoders sync.Map // map[zstd.EncoderLevel]*zstd.Encoder
zstdDecoder *zstd.Decoder
zstdDecOnce sync.Once
zstdDecErr error
)
// getZstdEncoder возвращает кэшированный zstd-энкодер для уровня.
func getZstdEncoder(level zstd.EncoderLevel) (*zstd.Encoder, error) {
if enc, ok := zstdEncoders.Load(level); ok {
return enc.(*zstd.Encoder), nil
}
enc, err := zstd.NewWriter(nil, zstd.WithEncoderLevel(level))
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("failed to create zstd encoder: %v", err)
}
actual, _ := zstdEncoders.LoadOrStore(level, enc)
// Если другая горутина успела первой — закрываем свой encoder.
if actual.(*zstd.Encoder) != enc {
enc.Close()
}
return actual.(*zstd.Encoder), nil
}
// getZstdDecoder возвращает общий zstd-декодер (создаётся один раз).
func getZstdDecoder() (*zstd.Decoder, error) {
zstdDecOnce.Do(func() {
zstdDecoder, zstdDecErr = zstd.NewReader(nil)
})
return zstdDecoder, zstdDecErr
}
// =============================================================================
// ПАРСИНГ ЗАГОЛОВКА
// =============================================================================
// headerInfo описывает разобранный заголовок сжатого блока.
type headerInfo struct {
version int
compType CompressionType
originalSize uint64
headerSize int
}
// parseHeader пытается разобрать заголовок сжатого блока (V2 или V1).
// Возвращает nil, если данные не являются сжатым блоком.
//
// ВНИМАНИЕ: для V1 проверяется валидность compType — это защита от
// ложных срабатываний, когда несжатые данные случайно начинаются
// с байт "FTRS".
func parseHeader(data []byte) *headerInfo {
// V2: 5-байтовый magic + 1 байт type + 8 байт size.
if len(data) >= MagicV2HeaderSize && bytes.HasPrefix(data, MagicNumberV2) {
compType := CompressionType(data[5])
if isValidCompressionType(compType) {
return &headerInfo{
version: 2,
compType: compType,
originalSize: binary.LittleEndian.Uint64(data[6:14]),
headerSize: MagicV2HeaderSize,
}
}
// Magic совпал, но тип невалиден — не считаем это сжатым блоком.
return nil
}
// V1: 4-байтовый magic + 1 байт type + 8 байт size.
if len(data) >= MagicV1HeaderSize && bytes.HasPrefix(data, MagicNumber) {
compType := CompressionType(data[4])
if isValidCompressionType(compType) {
return &headerInfo{
version: 1,
compType: compType,
originalSize: binary.LittleEndian.Uint64(data[5:13]),
headerSize: MagicV1HeaderSize,
}
}
return nil
}
return nil
}
// isValidCompressionType проверяет, что байт соответствует известному
// типу сжатия. Используется как защита от ложных срабатываний magic.
func isValidCompressionType(t CompressionType) bool {
switch t {
case CompressionNone, CompressionSnappy, CompressionBrotli, CompressionZstd:
return true
default:
return false
}
}
// =============================================================================
// СЖАТИЕ
// =============================================================================
// Compress сжимает данные с использованием указанного алгоритма.
//
// ИСПРАВЛЕНО:
// - config == nil больше не приводит к панике — возвращаем data как есть.
// - Учитывается оверхед заголовка при решении «сжимать или нет».
// - Level применяется не только к zstd, но и к brotli.
//
// ИСПРАВЛЕНО (компиляция):
// В ветке case "zstd" убрано объявление err, которое не использовалось:
// zstd.Encoder.EncodeAll не возвращает ошибку. Ошибка возможна только
// при создании encoder через getZstdEncoder — она проверяется тут же.
func Compress(data []byte, config *Config) ([]byte, error) {
if !config.Enabled {
// config == nil трактуем как «сжатие выключено».
if config == nil || !config.Enabled {
return data, nil
}
if len(data) < config.MinSize {
// MinSize <= 0 означает «сжимать всё, включая пустые данные».
// Если MinSize > 0 и данные меньше — не сжимаем.
if config.MinSize > 0 && len(data) < config.MinSize {
return data, nil
}
// Пустые данные сжимать бессмысленно.
if len(data) == 0 {
return data, nil
}
var compressed []byte
var err error
var compType CompressionType
switch config.Algorithm {
case "snappy":
compressed = snappy.Encode(nil, data)
compType = CompressionSnappy
case "brotli":
// brotli использует уровни 0..11. Входной Level — 1..9
// (см. Config.Level). Нормализуем: <=1 -> 1, >=9 -> 11 (best).
// Это даёт предсказуемое поведение: пользователь ставит 9 —
// получает максимальное сжатие.
level := normalizeBrotliLevel(config.Level)
buf := bytes.NewBuffer(nil)
writer := brotli.NewWriter(buf)
writer := brotli.NewWriterLevel(buf, level)
if _, err := writer.Write(data); err != nil {
// writer.Close() стоит вызвать даже при ошибке Write,
// чтобы освободить ресурсы, но ошибку Close игнорируем —
// основная уже есть.
_ = writer.Close()
return nil, fmt.Errorf("brotli write failed: %v", err)
}
if err := writer.Close(); err != nil {
@@ -86,11 +279,9 @@ func Compress(data []byte, config *Config) ([]byte, error) {
}
compressed = buf.Bytes()
compType = CompressionBrotli
case "zstd":
var encoder *zstd.Encoder
var encoderLevel zstd.EncoderLevel
switch {
case config.Level <= 1:
encoderLevel = zstd.SpeedFastest
@@ -101,106 +292,109 @@ func Compress(data []byte, config *Config) ([]byte, error) {
default:
encoderLevel = zstd.SpeedBestCompression
}
encoder, err = zstd.NewWriter(nil, zstd.WithEncoderLevel(encoderLevel))
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("failed to create zstd encoder: %v", err)
// ИСПРАВЛЕНО: вместо `encoder, err := ...` используем локальную e,
// чтобы не объявлять неиспользуемую err. getZstdEncoder возвращает
// (*zstd.Encoder, error), и эта ошибка проверяется тут же.
encoder, e := getZstdEncoder(encoderLevel)
if e != nil {
return nil, e
}
defer encoder.Close()
// EncodeAll потокобезопасен, используем общий encoder.
compressed = encoder.EncodeAll(data, nil)
compType = CompressionZstd
default:
return nil, fmt.Errorf("unsupported compression algorithm: %s", config.Algorithm)
}
// Проверяем, что сжатие действительно уменьшило размер
if len(compressed) >= len(data) {
// ИСПРАВЛЕНО: учитываем оверхед заголовка V2.
// Если сжатые данные + заголовок не меньше исходных —
// сжатие не имеет смысла, возвращаем исходные данные.
if len(compressed)+MagicV2HeaderSize >= len(data) {
return data, nil
}
// Используем MagicNumberV2 (5 байт) + type (1) + size (8) = 14 байт
header := make([]byte, 5+1+8)
// Формируем заголовок V2: 5 (magic) + 1 (type) + 8 (size).
header := make([]byte, MagicV2HeaderSize)
copy(header[0:5], MagicNumberV2)
header[5] = byte(compType)
binary.LittleEndian.PutUint64(header[6:], uint64(len(data)))
binary.LittleEndian.PutUint64(header[6:14], uint64(len(data)))
result := make([]byte, 0, len(header)+len(compressed))
result = append(result, header...)
result = append(result, compressed...)
return result, nil
}
// Decompress распаковывает данные
// Поддержка обоих форматов (V1 и V2), усиленная валидация
// normalizeBrotliLevel приводит входной уровень (1..9) к диапазону
// brotli (0..11). Значения <=0 и >9 трактуются разумно:
// - level <= 0 -> brotli.DefaultCompression
// - level 1..9 -> линейное отображение: 1->1, 9->11
// - level > 9 -> 11 (максимум)
func normalizeBrotliLevel(level int) int {
if level <= 0 {
return brotli.DefaultCompression
}
if level >= 9 {
return 11
}
// Линейное отображение 1..9 -> 1..11.
// 1->1, 2->2, ..., 9->11. Формула: 1 + (level-1)*10/8.
return 1 + (level-1)*10/8
}
// =============================================================================
// РАСПАКОВКА
// =============================================================================
// Decompress распаковывает данные.
// Поддерживает оба формата (V1 и V2), усиленная валидация.
func Decompress(data []byte) ([]byte, error) {
// Проверяем V2 формат (5-байтовый magic)
if len(data) >= MinCompressedSize && bytes.Equal(data[0:5], MagicNumberV2) {
return decompressV2(data)
info := parseHeader(data)
if info == nil {
return nil, fmt.Errorf("invalid magic number")
}
// Проверяем V1 формат (4-байтовый magic) для обратной совместимости
if len(data) >= 4+1+8 && bytes.Equal(data[0:4], MagicNumber) {
return decompressV1(data)
}
return nil, fmt.Errorf("invalid magic number")
return decompressWithInfo(data, info)
}
// decompressV1 распаковывает данные в старом формате V1
func decompressV1(data []byte) ([]byte, error) {
if len(data) < 4+1+8 {
return nil, fmt.Errorf("data too short for compressed format V1")
// decompressWithInfo выполняет распаковку, используя разобранный заголовок.
func decompressWithInfo(data []byte, info *headerInfo) ([]byte, error) {
if len(data) < info.headerSize {
return nil, fmt.Errorf("data too short for compressed format V%d", info.version)
}
compType := CompressionType(data[4])
originalSize := binary.LittleEndian.Uint64(data[5:13])
compressedData := data[13:]
if originalSize == 0 {
return nil, fmt.Errorf("invalid original size")
}
return doDecompress(compType, compressedData, originalSize)
}
// decompressV2 распаковывает данные в новом формате V2
// Добавлена проверка согласованности размера
func decompressV2(data []byte) ([]byte, error) {
if len(data) < MinCompressedSize {
return nil, fmt.Errorf("data too short for compressed format V2")
// Проверка разумности размера.
if info.originalSize == 0 || info.originalSize > MaxOriginalSize {
return nil, fmt.Errorf("invalid original size: %d", info.originalSize)
}
compType := CompressionType(data[5])
originalSize := binary.LittleEndian.Uint64(data[6:14])
compressedData := data[14:]
// Проверка разумности размера
if originalSize == 0 || originalSize > 100*1024*1024*1024 { // Max 100GB
return nil, fmt.Errorf("invalid original size: %d", originalSize)
}
compressedData := data[info.headerSize:]
if len(compressedData) == 0 {
return nil, fmt.Errorf("no compressed data")
}
return doDecompress(compType, compressedData, originalSize)
return doDecompress(info.compType, compressedData, info.originalSize)
}
// doDecompress выполняет распаковку по типу
// doDecompress выполняет распаковку по типу.
//
// ИСПРАВЛЕНО:
// - для CompressionNone добавлена проверка размера (защита в глубину);
// - zstd-декодер берётся из кэша, а не создаётся на каждый вызов.
func doDecompress(compType CompressionType, compressedData []byte, originalSize uint64) ([]byte, error) {
var decompressed []byte
var err error
switch compType {
case CompressionSnappy:
decompressed, err = snappy.Decode(nil, compressedData)
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("snappy decode failed: %v", err)
}
case CompressionBrotli:
reader := brotli.NewReader(bytes.NewReader(compressedData))
buf := bytes.NewBuffer(nil)
@@ -209,83 +403,81 @@ func doDecompress(compType CompressionType, compressedData []byte, originalSize
return nil, fmt.Errorf("brotli decode failed: %v", err)
}
decompressed = buf.Bytes()
case CompressionZstd:
decoder, err := zstd.NewReader(nil)
decoder, err := getZstdDecoder()
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("failed to create zstd decoder: %v", err)
return nil, err
}
defer decoder.Close()
// DecodeAll потокобезопасен, используем общий decoder.
decompressed, err = decoder.DecodeAll(compressedData, nil)
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("zstd decode failed: %v", err)
}
case CompressionNone:
// ИСПРАВЛЕНО: проверяем согласованность размера даже для None.
// Это защита в глубину от malformed-входа. Сейчас Compress не
// пишет CompressionNone в заголовок, но на входе может оказаться
// подделанный блок.
if uint64(len(compressedData)) != originalSize {
return nil, fmt.Errorf("size mismatch for uncompressed: expected %d, got %d",
originalSize, len(compressedData))
}
return compressedData, nil
default:
return nil, fmt.Errorf("unsupported compression type: %d", compType)
}
// Проверяем, что распакованный размер совпадает с заявленным
// Проверяем, что распакованный размер совпадает с заявленным.
if uint64(len(decompressed)) != originalSize {
return nil, fmt.Errorf("size mismatch: expected %d, got %d", originalSize, len(decompressed))
}
return decompressed, nil
}
// DecompressAuto автоматически определяет, сжаты ли данные, и распаковывает при необходимости
// Усиленная проверка для предотвращения collision
// DecompressAuto автоматически определяет, сжаты ли данные, и распаковывает при необходимости.
// Усиленная проверка для предотвращения collision.
func DecompressAuto(data []byte) ([]byte, error) {
// Проверяем V2 magic (более надёжный)
if len(data) >= MinCompressedSize && bytes.Equal(data[0:5], MagicNumberV2) {
return Decompress(data)
info := parseHeader(data)
if info == nil {
// Данные не сжаты.
return data, nil
}
// Проверяем V1 magic (для обратной совместимости)
if len(data) >= 4+1+8 && bytes.Equal(data[0:4], MagicNumber) {
// Дополнительная проверка: тип сжатия должен быть валидным
compType := CompressionType(data[4])
if compType <= CompressionZstd {
return Decompress(data)
}
}
// Данные не сжаты
return data, nil
return decompressWithInfo(data, info)
}
// IsCompressed проверяет, сжаты ли данные
// Проверка обоих форматов
// IsCompressed проверяет, сжаты ли данные (V1 или V2).
func IsCompressed(data []byte) bool {
if len(data) >= MinCompressedSize && bytes.Equal(data[0:5], MagicNumberV2) {
return true
}
if len(data) >= 4+1+8 && bytes.Equal(data[0:4], MagicNumber) {
compType := CompressionType(data[4])
return compType <= CompressionZstd
}
return false
return parseHeader(data) != nil
}
// GetCompressionType возвращает тип сжатия данных
// GetCompressionType возвращает тип сжатия данных.
// Возвращает CompressionNone, если данные не сжаты.
func GetCompressionType(data []byte) CompressionType {
if len(data) >= MinCompressedSize && bytes.Equal(data[0:5], MagicNumberV2) {
return CompressionType(data[5])
}
if !IsCompressed(data) || len(data) < 5 {
info := parseHeader(data)
if info == nil {
return CompressionNone
}
return CompressionType(data[4])
return info.compType
}
// GetCompressionRatio возвращает коэффициент сжатия
// =============================================================================
// СТАТИСТИКА
// =============================================================================
// GetCompressionRatio возвращает коэффициент сжатия как долю:
// - 1.0 — данные не уменьшились (или выросли);
// - 0.5 — сжатые данные в два раза меньше исходных;
// - 0.0 — теоретический предел (пустые данные после сжатия).
//
// ВНИМАНИЕ: это именно доля compressed/original, а не «во сколько раз
// сжали». Если нужно «во сколько раз», используйте 1.0 / ratio.
func GetCompressionRatio(original, compressed []byte) float64 {
if len(original) == 0 {
return 1.0
}
return float64(len(compressed)) / float64(len(original))
}
}