Java 實作網路傳輸資料壓縮：以 RMI 為例

問題背景

在分散式系統中，網路頻寬常成為效能瓶頸。特別是 RMI（Remote Method Invocation）應用，大量物件序列化傳輸時，資料量龐大。若能在傳輸前壓縮資料，再由客戶端解壓縮，可大幅降低網路負載。

核心觀念：非檔案型資料壓縮

ZipInputStream 與 ZipOutputStream 並不限於檔案操作，只需將資料轉為位元組陣列（byte[]）即可串流式壓縮/解壓縮。

RMI 整合壓縮 Socket 的五步驟

為讓 RMI 自動使用壓縮通道，需自訂 Socket 工廠並註冊給遠端物件：

步驟 1：建立 ZipSocket

public class ZipSocket extends Socket {
    private InputStream in;
    private OutputStream out;

    public ZipSocket() { super(); }

    public ZipSocket(String host, int port) throws IOException {
        super(host, port);
    }

    @Override
    public InputStream getInputStream() throws IOException {
        if (in == null) {
            in = new ZipInputStream(super.getInputStream());
        }
        return in;
    }

    @Override
    public OutputStream getOutputStream() throws IOException {
        if (out == null) {
            out = new ZipOutputStream(super.getOutputStream());
        }
        return out;
    }

    @Override
    public synchronized void close() throws IOException {
        OutputStream o = getOutputStream();
        o.flush();
        super.close();
    }
}

步驟 2：建立 ZipServerSocket

public class ZipServerSocket extends ServerSocket {
    public ZipServerSocket(int port) throws IOException {
        super(port);
    }

    @Override
    public Socket accept() throws IOException {
        Socket socket = new ZipSocket();
        implAccept(socket);
        return socket;
    }
}

步驟 3：實作 RMIClientSocketFactory

public class ZipClientSocketFactory implements RMIClientSocketFactory, Serializable {
    @Override
    public Socket createSocket(String host, int port) throws IOException {
        return new ZipSocket(host, port);
    }
}

步驟 4：實作 RMIServerSocketFactory

public class ZipServerSocketFactory implements RMIServerSocketFactory, Serializable {
    @Override
    public ServerSocket createServerSocket(int port) throws IOException {
        return new ZipServerSocket(port);
    }
}

步驟 5：遠端物件採用自訂工廠

public class YourRemoteObject extends UnicastRemoteObject {
    public YourRemoteObject(int port) throws RemoteException {
        super(port, new ZipClientSocketFactory(), new ZipServerSocketFactory());
    }
    // 實作遠端介面方法...
}

運作原理

• RMI 執行時會透過 RMIServerSocketFactory 建立伺服器端 ServerSocket，並透過 RMIClientSocketFactory 建立客戶端 Socket。
• 所有 RMI 呼叫與回傳資料皆經由 ZipSocket 的 ZipOutputStream/ZipInputStream 透明壓縮/解壓縮。
• 序列化物件在網路上傳輸前自動壓縮，降低頻寬佔用。

注意事項

• 壓縮會增加 CPU 開銷，需在網路頻寬與運算資源間取得平衡。
• 適用於文字型、重複度高的資料；對已壓縮格式（如 JPEG、ZIP）效果有限。
• 雙端皆需部署相同的 Socket 工廠類別。