设计思路#

工程按职责分层：协议层定义 .sy 文件头、策略号、版本信息与归档写入入口；目录与数据编解码层负责扫描目录树、写入和读取目录块与数据块、条目解析与文件导出；算法与接口层提供 Huffman 与 AES 能力并抽象调用接口；策略装配层组合四种模式；业务主链路串联压缩与解压流程；并发层用两条 SafeQueue、WriteSorter 和 BufferPool 把读、算、写拆成三段流水线；编码与路径适配层统一 Qt 字符串、UTF-8 与 filesystem 路径之间的转换；GUI 后台层负责线程任务、进度回传、模式传参与策略自动探测；GUI 界面与启动层负责布局、多语言加载、输入校验与任务触发。

.sy 协议分三段：19 字节文件头、目录块区域、数据块区域。目录块前置分块标准，数据块按文件拆分，码长表与压缩数据各自带分块信息。格式版本为 3。

模块职责#

• 文件头写入与定位：文件头写入、目录偏移回填、数据大小回填、块边界维护。
• 目录读取：目录块读取、解密和标准项装配。
• 条目解析：按条目类型解析目录项、文件项、逻辑根目录项和分割项。
• 目录扫描：把输入路径转成目录树，BFS 序列化进目录块。
• 压缩与解压主循环：串联整个流程，并作为流水线总指挥负责启停和收尾。
• 并发组件：SafeQueue 是模板化管程队列，WriteSorter 按区段连续性给乱序到达的块定序，BufferPool 以定长块租借制造背压。
• 数据读取与写出：原始数据按 8MB 分块读取；码长表、压缩数据和分块标准写出，支持偏移量回填。
• 策略装配：按压缩模式组装 HuffmanAES、HuffmanOnly、AESOnly、PackOnly。
• GUI：任务调度、进度回调、线程停止，不处理协议细节。

流程#

归档流程：输入路径列表 → 目录扫描 → 挂到逻辑根目录 → BFS 写成目录项和文件项。目录块按 16KB 分块，每块前写分块标准。目录块写完后回填目录偏移，文件体写完后回填数据大小。并发上由专职读线程装载目录并按块复制数据、分配全局递增序号，N 个计算工人各持一份私有模块做压缩和加密，专职写线程定序后纯追加写盘。

解压流程：读文件头取出策略号、版本号与目录偏移 → 逐块读取目录块，按 IV 决定是否解密 → 按条目类型拆成队列 → 先创建目录，再按文件队列进入数据区。解压侧复用同一套并发组件，数据区用专用只读流纯顺序读、按 compressedSize 记账切分文件边界，每块输出上限由读线程预计算，链接在普通文件和目录全部恢复后再重建。遇到同名文件会跳过，不覆盖现有文件。

数据流程：读取原始数据块 → 生成频率表、Huffman 树和码长表 → 写码长表、压缩块和有效位数，启用加密时再进 AES。归档只保存 258 字节的码长表，解压时据此还原 canonical 码并构建 12 位查找表，不需要重建整棵树。AES 密钥由 SHA-256 派生，协议层用 Windows CNG 提供的标准 AES-128-CTR，密钥流由 ECB 批量加密计数器块生成；每个数据块前置 16 字节随机 IV，密文长度与明文相同。

路径流程：Qt 输入 → UTF-8 → 核心层字符串 → 路径对象 → 文件系统。返回时反向转换。目录遍历、文件名序列化、解压输出目录拼接共用同一条转换链。

边界#

• 协议层：文件头、目录块、数据区不依赖外部清单
• 目录层：输入路径、逻辑根目录、BFS 队列、子项数量和目录恢复停在这一层
• 数据层：压缩与解压主循环依赖算法接口，算法替换不改协议主流程
• 并发层：队列、定序器、缓冲池只管序号与块所有权，不感知归档语义
• 编码：转换工具统一处理，Qt、字符串、路径不脱离转换混用
• GUI：界面层不接触目录块、文件头和数据区

性能#

测量口径、多核伸缩与瓶颈分析见性能报告。

限制#

程序面向 Windows，路径处理与文件系统行为按 Windows 规则组织，超过 260 字符的长路径不作为稳定能力承诺。

当前的瓶颈在读与写这条线上，不在压缩算法：完全不压缩也不加密时，16 个核心的吞吐与正常压缩加密完全相同，计算时间被完全藏在读写后面，再加核心也没有收益。

极端偏斜数据上解码会回退，12 位定长查表每个符号的成本高于原来的两步走树。

开发日志：SFC | 性能报告：v2.1.0 / v2.2.0 / v2.2.1 | 性能优化通用方法论