LZ4 (圧縮アルゴリズム)

LZ4 は、圧縮と解凍の速度に重点を置いた ロスレス データ圧縮 アルゴリズムです。バイト指向の圧縮方式で あるLZ77ファミリに属します。

LZ4アルゴリズムは、速度と圧縮率の適切なトレードオフを提供することを目指しています。通常、同様のLZOアルゴリズムよりも圧縮率は低く（つまり、悪く）、LZOアルゴリズムはDEFLATEなどのアルゴリズムよりも劣ります。しかし、LZ4の圧縮速度はLZOと同等で、DEFLATEよりも数倍高速であり、解凍速度はLZOよりも大幅に高速です。^[3]

LZ4は辞書マッチング段階（LZ77）のみを使用し、他の一般的な圧縮アルゴリズムとは異なり、エントロピー符号化段階（例： DEFLATEのハフマン符号化）と組み合わせません。^{[4] [5]}

LZ4 アルゴリズムは、データを一連のシーケンスとして表します。各シーケンスは、2 つの 4 ビット フィールドに分割された 1 バイトのトークンで始まります。最初のフィールドは、出力にコピーされるリテラル バイトの数を表します。2 番目のフィールドは、すでにデコードされた出力バッファからコピーされるバイト数を表します (0 は、最小一致長である 4 バイトを表します)。いずれかのビット フィールドの値が 15 の場合、長さが長く、長さに追加されるデータのバイトが 1 つ追加されることを示します。これらの追加バイトの値が 255 の場合、さらにもう 1 バイト追加されることを示します。したがって、任意の長さは、値 255 を含む一連の追加バイトで表されます。リテラルの文字列は、トークンと、文字列の長さを示すために必要な追加バイトの後に続きます。その後に、出力バッファ内でコピーを開始する位置を示すオフセットが続きます。一致長の追加バイト (ある場合) は、シーケンスの最後にあります。^{[6] [7]}

圧縮はストリームまたはブロック単位で実行できます。最適な一致を見つけるためにより多くの労力を費やすことで、より高い圧縮率を達成できます。これにより、出力が小さくなり、解凍が速くなります。

Yann Collet によるCのリファレンス実装は、 BSD ライセンスでライセンスされています。Java 、C#、Rust、Pythonなど、さまざまな言語でポートとバインディングがあります。^[8] Apache Hadoopシステムは、高速圧縮のためにこのアルゴリズムを使用します。LZ4 は、 Linux カーネル3.11でもネイティブに実装されました。 ^[9] ZFS ファイルシステムのFreeBSD、Illumos、 Linux 上のZFS、および ZFS-OSX 実装は、オンザフライ圧縮用の LZ4 アルゴリズムをサポートしています。^{[10] [11] [12] [13]} Linux は、3.19-rc1 以降、SquashFSで LZ4 をサポートしています。 ^{[14] LZ4 は、Yann Collet による新しい}zstdコマンドラインユーティリティ でもサポートされています。

• LZ4は拡張7zipバージョンで利用可能。^[15]

• 公式サイト