LZ4 vytvořil Yann Collet (který stojí i za algoritmem ZSTD) v roce 2011. Jeho hlavní filozofií je, že dekomprese by měla probíhat rychlostí blízkou limitům propustnosti paměti RAM.

LZ4 pracuje na principu vyhledávání duplicitních sekvencí v datech pomocí posuvného okna (sliding window).

• Literály: Pokud algoritmus nenajde shodu, zapíše data přímo jako „literál“.
• Reference (Match): Pokud najde stejnou sekvenci, kterou už viděl, zapíše pouze dvojici (offset, length) – tedy informaci „vrať se o X bajtů zpět a zkopíruj Y bajtů“.

• Žádná entropická komprese: Na rozdíl od GZIP nebo ZSTD, LZ4 nepoužívá Huffmanovo kódování ani aritmetické kódování na konci procesu. To dramaticky snižuje zátěž CPU.
• Optimalizace pro moderní CPU: Formát dat je navržen tak, aby minimalizoval větvení v kódu (branching) a umožnil efektivní využití instrukcí procesoru.

• Extrémní dekomprese: Rychlost dekomprese často dosahuje několika GB/s na jedno jádro procesoru.
• Asymetrie: Komprese je o něco pomalejší než dekomprese, ale stále patří k nejrychlejším na trhu.
• Paralelizace: LZ4 lze snadno rozdělit do bloků a komprimovat/dekomprimovat více vlákny současně.

V systémech jako ZFS nebo Btrfs je LZ4 často výchozím kompresním algoritmem.

• Zvýšení výkonu: Paradoxně může zapnutí LZ4 zrychlit zápis na pomalé disky. Procesor data zkomprimuje tak rychle, že na disk se fyzicky zapisuje méně dat, což trvá kratší dobu než zápis nekomprimovaných dat.

• zRam / zSwap: Linux používá LZ4 pro kompresi dat v paměti RAM, čímž efektivně zvětšuje dostupnou paměť za cenu minimální režie CPU.
• Bootování: Jádro Linuxu zkomprimované pomocí LZ4 se načítá nejrychleji ze všech dostupných metod.

• Používá se v protokolech jako Apache Cassandra, Hadoop nebo při přenosu dat v reálném čase, kde je latence kritickým faktorem.

—

Zajímavost: Existuje i varianta LZ4_HC (High Compression), která obětuje rychlost komprese (stává se mnohem pomalejší), aby dosáhla lepšího kompresního poměru, ale zachovává si bleskovou rychlost dekomprese. Je ideální pro data, která se „jednou zapíšou a často čtou“.

Související: ZFS, Linux, I/O, JavaScript