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SpringBoot 全局/局部双模式 Gzip 压缩实战：14MB GeoJSON 秒变 3MB

引言
什么是 Gzip 压缩？
为什么使用 Gzip 压缩？
SpringBoot 中 Gzip 压缩的原理
全局 Gzip 压缩配置
1. 在 application.properties 中配置
2. 在 SpringBoot 中启用 Gzip 压缩
局部 Gzip 压缩配置
1. 使用 Filter 实现局部压缩
2. 动态压缩的实现
使用 Gzip 压缩优化 GeoJSON 数据传输
1. GeoJSON 格式介绍
2. GeoJSON 压缩前后的效果对比
性能测试与优化
1. 以 GeoJSON 为例的性能测试
2. 性能瓶颈与优化
实战案例：14MB GeoJSON 秒变 3MB
1. 项目背景与需求
2. 数据传输前后的对比
常见问题及解决方案
Gzip 压缩失败的排查
性能优化中的常见问题
总结与展望

1. 引言

在 Web 开发中，数据传输的效率往往是决定用户体验的关键因素之一。尤其是在传输大数据量时，比如 GeoJSON 格式的地理空间数据，网络延迟和传输带宽可能成为性能瓶颈。为了提升传输效率，Gzip 压缩技术得到了广泛应用，它能够有效减小数据体积，提升传输速度。

本文将深入探讨在 SpringBoot 中实现全局和局部双模式 Gzip 压缩的方式，尤其是如何将大尺寸的 GeoJSON 数据（例如 14MB）压缩为更小的体积（如 3MB），并结合具体的实例进行演示。

2. 什么是 Gzip 压缩？

Gzip 是一种文件压缩格式，用于减少文件的体积，提升数据传输速度。它利用 DEFLATE 算法对数据进行压缩，并在传输过程中以“流”的形式进行传输。在 Web 应用中，Gzip 压缩通常用于减小 HTTP 响应体积，加快网络传输速度。

Gzip 压缩的工作原理

压缩过程：通过使用特定的压缩算法（DEFLATE），Gzip 能够将数据中的冗余部分去除，从而减小数据体积。
解压过程：客户端在接收到压缩的数据后，自动进行解压，还原为原始的内容。

在 Web 开发中，浏览器和服务器通常都支持 Gzip 压缩，压缩后的数据体积明显减小，尤其适用于文本数据、JSON 数据等格式。

3. 为什么使用 Gzip 压缩？

提高性能

通过对 HTTP 响应进行 Gzip 压缩，能够显著减少数据传输的时间，尤其是在数据量较大时。比如，GeoJSON 格式的文件可以达到几十 MB，通过 Gzip 压缩后，文件体积会大幅减少，传输速度显著提高。

降低带宽消耗

Gzip 压缩的另一个好处是减少了带宽的消耗。尤其是对于大文件的传输，采用 Gzip 压缩后，不仅提高了速度，还节省了带宽资源。

4. SpringBoot 中 Gzip 压缩的原理

在 SpringBoot 中，启用 Gzip 压缩非常简单。SpringBoot 提供了对 Gzip 的支持，通过配置文件和代码，我们可以方便地在全局或局部开启压缩功能。

Gzip 压缩的流程

请求端（浏览器或客户端）在 HTTP 请求头中发送 Accept-Encoding: gzip，表示它支持 Gzip 压缩。
服务器端（SpringBoot 应用）接收到请求后，根据响应数据类型判断是否需要压缩。
如果数据需要压缩，SpringBoot 会将响应数据通过 Gzip 进行压缩，并返回给客户端。
响应端（浏览器或客户端）接收到压缩后的数据后，会自动解压。

5. 全局 Gzip 压缩配置

5.1 在 `application.properties` 中配置

SpringBoot 提供了在 application.properties 或 application.yml 配置文件中配置全局 Gzip 压缩的选项。我们只需开启 Gzip 压缩，并配置需要压缩的 MIME 类型。

propertiesCopy Code
# 开启 Gzip 压缩
server.compression.enabled=true

# 设置压缩的最小字节数（小于此值的不进行压缩）
server.compression.min-response-size=1024

# 设置压缩的 MIME 类型
server.compression.mime-types=text/html,application/json,application/xml,text/plain

配置完成后，SpringBoot 会对符合条件的响应进行自动压缩。

5.2 在 SpringBoot 中启用 Gzip 压缩

除了在 application.properties 中进行配置外，还可以在 @Configuration 类中使用 TomcatServletWebServerFactory 启用压缩功能：

javaCopy Code
@Configuration
public class WebConfig {
    @Bean
    public TomcatServletWebServerFactory servletContainer() {
        TomcatServletWebServerFactory factory = new TomcatServletWebServerFactory();
        factory.addConnectorCustomizers(connector -> {
            connector.setAttribute("compression", "on");
            connector.setAttribute("compressionMinSize", 1024);
            connector.setAttribute("compressableMimeType", "text/html,text/xml,application/json,application/xml");
        });
        return factory;
    }
}

6. 局部 Gzip 压缩配置

有时，我们不希望对所有响应都进行 Gzip 压缩，而是根据业务需求，对特定的请求进行压缩。这时，我们可以通过自定义过滤器（Filter）来实现局部压缩。

6.1 使用 `Filter` 实现局部压缩

Spring 提供了 Filter 接口，可以在请求响应的过程中对数据进行处理。我们可以通过实现 Filter 来动态判断是否需要进行压缩。

javaCopy Code
@WebFilter(urlPatterns = "/geojson/*")
public class GzipFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
            throws IOException, ServletException {
        HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;
        httpResponse.addHeader("Content-Encoding", "gzip");
        GZIPOutputStream gzipOutputStream = new GZIPOutputStream(httpResponse.getOutputStream());
        chain.doFilter(request, new GzipResponseWrapper(httpResponse, gzipOutputStream));
    }

    @Override
    public void destroy() {}
}

在上面的例子中，GzipFilter 只对 /geojson/* 路径下的请求进行 Gzip 压缩，其他请求不会受到影响。

6.2 动态压缩的实现

有时，压缩是否启用可能根据某些条件（如用户代理、请求参数等）动态决定。可以通过在过滤器中增加判断逻辑来实现动态压缩。

javaCopy Code
if (request.getHeader("User-Agent").contains("Mobile")) {
    // 对移动端设备进行压缩
    httpResponse.addHeader("Content-Encoding", "gzip");
    GZIPOutputStream gzipOutputStream = new GZIPOutputStream(httpResponse.getOutputStream());
    chain.doFilter(request, new GzipResponseWrapper(httpResponse, gzipOutputStream));
} else {
    chain.doFilter(request, response);
}

7. 使用 Gzip 压缩优化 GeoJSON 数据传输

GeoJSON 是一种用于表示地理空间数据的常见格式，通常用于地图数据的传输和展示。然而，GeoJSON 数据通常比较庞大，特别是在地理信息密集的场景下，传输时可能会造成性能问题。

7.1 GeoJSON 格式介绍

GeoJSON 是一种基于 JSON 的格式，用于编码地理空间数据。它可以表示点、线、面等地理实体。由于包含丰富的地理信息，GeoJSON 文件往往较大，特别是在城市地图或大范围的地理数据传输中。

7.2 GeoJSON 压缩前后的效果对比

通过 Gzip 压缩，我们可以显著减少 GeoJSON 数据的传输体积。以下是一个实际的例子：

原始文件大小：14MB
压缩后文件大小：3MB

这种压缩效果使得数据传输速度大幅提升，尤其是在网络带宽有限的情况下，用户体验