使用Java API进行tar.gz文件及文件夹压缩解压缩

在java(JDK)中我们可以使用ZipOutputStream去创建zip压缩文件，（参考我之前写的文章 使用java API进行zip递归压缩文件夹以及解压 ），也可以使用GZIPOutputStream去创建gzip（gz）压缩文件，但是java中没有一种官方的API可以去创建tar.gz文件。所以我们需要使用到第三方库Apache Commons Compress去创建.tar.gz文件。

在pom.xml中，我们可以通过如下的maven坐标引入commons-compress。

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-compress</artifactId>
    <version>1.20</version>
</dependency>

解释说明

1. tar文件准确的说是打包文件，将文件打包到一个tar文件中，文件名后缀是.tar
2. Gzip是将文件的存储空间压缩保存，文件名后缀是.gz
3. tar.gz或.tgz通常是指将文件打包到一个tar文件中，并将它使用Gzip进行压缩。

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一、将两个文件打包到tar.gz

下面的这个例子是将2个文件打包为tar.gz压缩文件。下文代码中的流操作使用了try-with-resources语法，所以不用写代码手动的close流。

import org.apache.commons.compress.archivers.tar.TarArchiveEntry;
import org.apache.commons.compress.archivers.tar.TarArchiveOutputStream;
import org.apache.commons.compress.compressors.gzip.GzipCompressorOutputStream;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class TarGzTest {

  @Test
  void testFilesTarGzip() throws IOException {
    //输入文件，被压缩文件
    Path path1 = Paths.get("/home/test/file-a.xml");
    Path path2 = Paths.get("/home/test/file-b.txt");
    List<Path> paths = Arrays.asList(path1, path2);

    //输出文件压缩结果
    Path output = Paths.get("/home/test/output.tar.gz");

    //OutputStream输出流、BufferedOutputStream缓冲输出流
    //GzipCompressorOutputStream是gzip压缩输出流
    //TarArchiveOutputStream打tar包输出流（包含gzip压缩输出流）
    try (OutputStream fOut = Files.newOutputStream(output);
         BufferedOutputStream buffOut = new BufferedOutputStream(fOut);
         GzipCompressorOutputStream gzOut = new GzipCompressorOutputStream(buffOut);
         TarArchiveOutputStream tOut = new TarArchiveOutputStream(gzOut)) {

      //遍历文件list
      for (Path path : paths) {
        //该文件不是目录或者符号链接
        if (!Files.isRegularFile(path)) {
          throw new IOException("Support only file!");
        }
        //将该文件放入tar包，并执行gzip压缩
        TarArchiveEntry tarEntry = new TarArchiveEntry(
                path.toFile(),
                path.getFileName().toString());

        tOut.putArchiveEntry(tarEntry);
        Files.copy(path, tOut);

        tOut.closeArchiveEntry();
      }
      //for循环完成之后，finish-tar包输出流
      tOut.finish();
    }
  }
}

将file-a.xml和file-b.txt打包到output.tar文件中，并使用gzip对这个tar包进行压缩。可以使用如下命令查看tar包里面包含的文件。

$ tar -tvf /home/test/output.tar.gz
-rw-r--r-- 0/0          23546 2020-08-17 12:07 file-a.xml
-rw-r--r-- 0/0              34  2020-08-17 12:36 file-b.txt

二、将一个文件夹压缩为tar.gz

下面的例子将一个文件夹，包含其子文件夹的文件或子目录，打包为tar，并使用gzip进行压缩。最终成为一个tar.gz打包压缩文件。
其核心原理是：使用到Files.walkFileTree依次遍历文件目录树中的文件，将其一个一个的添加到TarArchiveOutputStream.输出流。

@Test
void testDirTarGzip() throws IOException {
  // 被压缩打包的文件夹
  Path source = Paths.get("/home/test");
  //如果不是文件夹抛出异常
  if (!Files.isDirectory(source)) {
    throw new IOException("请指定一个文件夹");
  }

  //压缩之后的输出文件名称
  String tarFileName = "/home/" + source.getFileName().toString() + ".tar.gz";

  //OutputStream输出流、BufferedOutputStream缓冲输出流
  //GzipCompressorOutputStream是gzip压缩输出流
  //TarArchiveOutputStream打tar包输出流（包含gzip压缩输出流）
  try (OutputStream fOut = Files.newOutputStream(Paths.get(tarFileName));
       BufferedOutputStream buffOut = new BufferedOutputStream(fOut);
       GzipCompressorOutputStream gzOut = new GzipCompressorOutputStream(buffOut);
       TarArchiveOutputStream tOut = new TarArchiveOutputStream(gzOut)) {
    //遍历文件目录树
    Files.walkFileTree(source, new SimpleFileVisitor<Path>() {

      //当成功访问到一个文件
      @Override
      public FileVisitResult visitFile(Path file,
                                       BasicFileAttributes attributes) throws IOException {

        // 判断当前遍历文件是不是符号链接(快捷方式)，不做打包压缩处理
        if (attributes.isSymbolicLink()) {
          return FileVisitResult.CONTINUE;
        }

        //获取当前遍历文件名称
        Path targetFile = source.relativize(file);

        //将该文件打包压缩
        TarArchiveEntry tarEntry = new TarArchiveEntry(
                file.toFile(), targetFile.toString());
        tOut.putArchiveEntry(tarEntry);
        Files.copy(file, tOut);
        tOut.closeArchiveEntry();
        //继续下一个遍历文件处理
        return FileVisitResult.CONTINUE;
      }

      //当前遍历文件访问失败
      @Override
      public FileVisitResult visitFileFailed(Path file, IOException exc) {
        System.err.printf("无法对该文件压缩打包为tar.gz : %s%n%s%n", file, exc);
        return FileVisitResult.CONTINUE;
      }

    });
    //for循环完成之后，finish-tar包输出流
    tOut.finish();
  }
}

三、解压tar.gz压缩文件

下面一个例子说明如何解压一个tar.gz文件，具体内容请看代码注释。

@Test
void testDeCompressTarGzip() throws IOException {
  //解压文件
  Path source = Paths.get("/home/test/output.tar.gz");
  //解压到哪
  Path target = Paths.get("/home/test2");
  
  if (Files.notExists(source)) {
    throw new IOException("您要解压的文件不存在");
  }

  //InputStream输入流，以下四个流将tar.gz读取到内存并操作
  //BufferedInputStream缓冲输入流
  //GzipCompressorInputStream解压输入流
  //TarArchiveInputStream解tar包输入流
  try (InputStream fi = Files.newInputStream(source);
       BufferedInputStream bi = new BufferedInputStream(fi);
       GzipCompressorInputStream gzi = new GzipCompressorInputStream(bi);
       TarArchiveInputStream ti = new TarArchiveInputStream(gzi)) {

    ArchiveEntry entry;
    while ((entry = ti.getNextEntry()) != null) {

      //获取解压文件目录，并判断文件是否损坏
      Path newPath = zipSlipProtect(entry, target);
      
      if (entry.isDirectory()) {
        //创建解压文件目录
        Files.createDirectories(newPath);
      } else {
        //再次校验解压文件目录是否存在
        Path parent = newPath.getParent();
        if (parent != null) {
          if (Files.notExists(parent)) {
            Files.createDirectories(parent);
          }
        }
        // 将解压文件输入到TarArchiveInputStream，输出到磁盘newPath目录
        Files.copy(ti, newPath, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

      }
    }
  }
  
}

//判断压缩文件是否被损坏，并返回该文件的解压目录
private  Path zipSlipProtect(ArchiveEntry entry,Path targetDir)
        throws IOException {

  Path targetDirResolved = targetDir.resolve(entry.getName());
  Path normalizePath = targetDirResolved.normalize();

  if (!normalizePath.startsWith(targetDir)) {
    throw new IOException("压缩文件已被损坏: " + entry.getName());
  }

  return normalizePath;
}

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