產品自動更新架構設計：增量檢測與差分打包策略

產品自動更新架構設計：增量檢測與差分打包策略

桌面應用或嵌入式裝置常需自動更新功能。本文提出一套基於版本號的增量更新架構，透過伺服端計算差分檔案，客戶端僅下載變動部分，大幅降低頻寬與時間成本。

一、整體流程

1. 客戶端啟動，送出目前版本號 (如 1.0) 至伺服器。
2. 伺服器比對資料庫最新版本 (如 1.2)。
3. 若版本相同，回傳 up_to_date；否則計算 1.0 → 1.2 之間所有變更檔案。
4. 將變更檔案打包壓縮，回傳下載連結。
5. 客戶端下載、解壓、覆蓋，完成更新。

二、伺服端版本資料結構

version_table
+----+---------+------------+------------------+
| id | version | date       | changed_files    |
+----+---------+------------+------------------+
| 1  | 1.0     | 2015-01-01 |                  |
| 2  | 1.1     | 2015-01-05 | index.php        |
| 3  | 1.2     | 2015-02-05 | index.php|lib/inc.php |
+----+---------+------------+------------------+

changed_files 欄位以 | 分隔多檔案，記錄該版本新增/修改的檔案路徑。

三、差分計算演算法 (PHP 伺服端)

<?php
function buildIncrementalPackage(string $clientVersion, string $latestVersion): array {
    // 1. 取得版本 ID 範圍
    $startId = getVersionId($clientVersion);   // e.g. 1
    $endId   = getVersionId($latestVersion);   // e.g. 3

    // 2. 彙總所有變更檔案
    $allFiles = [];
    for ($id = $startId + 1; $id <= $endId; $id++) {
        $row = getVersionRow($id);
        if (!empty($row['changed_files'])) {
            $files = explode('|', $row['changed_files']);
            $allFiles = array_merge($allFiles, $files);
        }
    }

    // 3. 去重與過濾空值
    $uniqueFiles = array_unique(array_filter($allFiles));

    // 4. 打包壓縮 (此處略，實際可用 ZipArchive)
    $packagePath = createZipPackage($uniqueFiles); // 回傳 zip 檔路徑

    // 5. 產生 manifest.json 供客戶端驗證
    $manifest = [
        'version' => $latestVersion,
        'files'   => array_values($uniqueFiles),
        'hash'    => sha1_file($packagePath),
    ];
    file_put_contents(dirname($packagePath) . '/manifest.json', json_encode($manifest));

    return ['download_url' => $packagePath, 'manifest' => $manifest];
}

// 快取機制：同版本請求直接回傳已生成的套件路徑，避免重複打包。
?>

四、客戶端更新邏輯 (偽代碼)

function checkUpdate():
    currentVer = getLocalVersion()
    response = httpPost("/api/update", {version: currentVer})
    
    if response.status == "up_to_date":
        return
    
    downloadUrl = response.download_url
    manifest = response.manifest
    
    zipPath = download(downloadUrl)
    verifyHash(zipPath, manifest.hash)
    
    extract(zipPath, targetDir: APP_ROOT)
    writeVersion(manifest.version)
    restartApp()

五、關鍵設計考量

• 冪等性：同版本多次請求回傳相同套件，利用快取避免重複壓縮。
• 完整性驗證：提供 SHA1/MD5 雜湊值，客戶端解壓前驗證。
• 檔案路徑對應：壓縮包內保持相對路徑結構，解壓即可直接覆蓋。
• 回滾機制：更新前備份關鍵檔案，失敗時自動還原。
• 安全性：下載連結簽名驗證、HTTPS 傳輸、防止目錄遍歷攻擊。

六、擴充：二進位差分 (bsdiff)

對於大型二進位檔 (如 .exe, .so)，可採用 bsdiff/bspatch 產生極小差分檔，進一步縮減下載體積。原理為二進位層面的差異編碼，適合頻繁更新的大型客戶端。

這套架構已在多個產品線驗證穩定，核心在於「版本鏈 + 差分彙總 + 快取複用」，既簡單又高效。根據實際業務量，可擴充為分散式 CDN 分發、灰度發布等進階功能。