Zipic实录 6 -PDF压缩:利用macOS原生能力

这是「Zipic 实录」系列第六篇。上一篇聊了文件夹监控自动压缩的实现。这一篇聊另一个核心功能——PDF 压缩，和图片压缩完全不同的技术路径。

PDF 压缩：利用 macOS 原生能力

PDF 作为日常文档中最常见的格式，很多时候里面就是塞满了图片。支持 PDF 压缩是用户呼声很高的需求。

PDF 压缩和普通图片压缩完全是两码事。图片压缩相对简单——读取像素数据，用算法重新编码，写入新文件。但 PDF 是复杂的容器格式，里面可能包含文本、矢量图形、嵌入字体、书签、表单……当然还有图片。关键问题是：如何在不破坏 PDF 结构的前提下，只对其中的图片进行压缩？

最初考虑过几种方案：Ghostscript 功能强大但体积也大，需要处理外部依赖的分发问题；ImageMagick 对 PDF 结构的保留不够好；自己解析 PDF 格式手动提取和重压缩图片——这条路想想就知道是个无底洞。

最终选择了 macOS 原生的 Quartz Filter 技术，说实话有点相见恨晚。它就藏在系统里专门干这个事，系统自带的「预览」应用导出 PDF 时的「减小文件大小」选项用的就是这个。工作原理很优雅：在渲染 PDF 页面时自动对其中的位图图像进行 JPEG 重压缩，而文本、矢量图形、字体这些保持原样不动。

这是 macOS 平台独有的优势——Core Graphics 框架有硬件加速支持，处理速度很快，而且不需要打包任何外部依赖，应用体积不会膨胀。

核心思路是动态生成自定义的 .qfilter 配置文件定义压缩参数，然后通过 Core Graphics 框架应用这个滤镜来渲染 PDF。整个流程：根据用户选择的压缩等级生成对应的 Quartz Filter 配置文件 → 读取源 PDF → 创建新的 PDF 上下文并应用 Filter → 逐页渲染（这一步 Filter 会自动处理图像压缩）→ 输出压缩后的 PDF。

关键代码（Quartz Filter 文件生成）：

private static func generateQFilter(at url: URL, compressionQuality: Double, level: Int) {
    let xmlContent = """
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "...">
    <plist version="1.0">
    <dict>
        <key>FilterData</key>
        <dict>
            <key>ColorSettings</key>
            <dict>
                <key>ImageSettings</key>
                <dict>
                    <key>Compression Quality</key>
                    <real>\(compressionQuality)</real>      <!-- 0.0-1.0 -->
                    <key>ImageCompression</key>
                    <string>ImageJPEGCompress</string>       <!-- JPEG 压缩 -->
                    <key>ImageScaleSettings</key>
                    <dict>
                        <key>ImageScaleFactor</key>
                        <real>1.0</real>                     <!-- 保持原尺寸 -->
                    </dict>
                </dict>
            </dict>
        </dict>
        <key>FilterType</key>
        <integer>1</integer>
        <key>Name</key>
        <string>Compress PDF</string>
    </dict>
    </plist>
    """
    try xmlContent.write(to: url, atomically: true, encoding: .utf8)
}

关键代码（PDF 压缩核心逻辑）：

static func pdf(at sourceURL: URL, to destinationURL: URL, compressionLevel: Double) -> CommandResult {
    // 1. 加载 Quartz Filter
    guard let filter = QuartzFilterManager.filterForCompressionLevel(compressionLevel) else {
        return CommandResult(output: "Failed to load filter", error: .exit, status: -1)
    }
    // 2. 读取源 PDF
    guard let sourcePDF = PDFDocument(url: sourceURL) else {
        return CommandResult(output: "Failed to load PDF", error: .exit, status: -1)
    }
    // 3. 创建数据容器和 PDF 上下文
    let mutableData = NSMutableData()
    guard let consumer = CGDataConsumer(data: mutableData),
          let firstPage = sourcePDF.page(at: 0) else { return /* error */ }
    var mediaBox = firstPage.bounds(for: .mediaBox)
    guard let pdfContext = CGContext(consumer: consumer, mediaBox: &mediaBox, nil) else {
        return /* error */
    }
    // 4. 应用 Filter 到上下文（关键步骤）
    guard filter.apply(to: pdfContext) else {
        return CommandResult(output: "Failed to apply filter", error: .exit, status: -1)
    }
    // 5. 逐页渲染（Filter 自动处理图像压缩）
    for pageIndex in 0..<sourcePDF.pageCount {
        guard let page = sourcePDF.page(at: pageIndex) else { continue }
        var pageRect = page.bounds(for: .mediaBox)
        pdfContext.beginPage(mediaBox: &pageRect)
        page.draw(with: .mediaBox, to: pdfContext)
        pdfContext.endPage()
    }
    pdfContext.closePDF()
    try mutableData.write(to: destinationURL, options: .atomic)
    return CommandResult(output: "Success", error: .exit, status: 0)
}

压缩等级的设计上，我定义了 6 个级别，对应不同的 JPEG 质量参数（0.9 到 0.2）。值得注意的是，JPEG 压缩到 0.2 这个级别图片会出现明显的压缩痕迹，对于需要打印或展示的文档建议用较高的质量级别，如果只是用于网络传输或归档可以激进一些。

踩坑经验：动态生成的 .qfilter 文件需要存放在合适的位置（我选择了 ~/Library/zipic/filters/），要处理好文件不存在或损坏的情况，必要时重新生成。

另外要注意的是，Quartz Filter 只压缩 PDF 中的位图图像，如果一个 PDF 主要是文字和矢量图形，压缩后体积可能变化不大——这一点需要在产品层面向用户说明，避免「为什么压了半天没变小」的困惑。好消息是 PDF 中的元数据（书签、链接、表单等）在这个方案下都能完整保留，这是很多第三方方案做不到的。

下一篇聊聊缩略图生成的内存优化和设备指纹稳定性——一个是性能问题，一个是用户体验问题，都是实际运营中暴露出来的。