Java与编码问题串讲之二--如何理解java采用Unicode编码

Java开发者必须牢记：在Java中字符仅以一种形式存在，那就是Unicode（不选择任何特定的编码，直接使用他们在字符集中的编号，这是统一的唯一方法）。由于java采用unicode编码，char 在java中占2个字节。2个字节（16位）来表示一个字符。

    这里的Java中是指在JVM中、在内存中、在代码里声明的每一个char、String类型的变量中。

例如：

System.out.println(System.getProperty("file.encoding"));
char han = '永';
System.out.format("%x", (short)han);//对第二个参数（短整型）格式化为十六进制输出，0x开头
//输出6c38
char han1 = 0x6c38;
System.out.println(han1);
//输出永

也就是说，只要我们正确地读入了汉字“永”字，那么它在内存中的表示形式一定是0x6c38，没有其他任何值能替代这个字。

JVM的折中约定使得一个字符分为两部分：JVM内部和OS的文件系统。在JVM内部，统一使用Unicode表示，当这个字符被从JVM内部移到外部（即保存为文件系统中的一个文件的内容时），就进行了编码转换，使用了具体的编码方案。因此可以说所有的编码转换只发生在边界的地方，JVM和OS的交界处，也就是各种输入/输出流（或者Reader，Writer类）起作用的地方。

所有的I/O基本上可以分为两大阵营：面向字符的输入/输出流；面向字节的输入/输出流。这个“面向”是指这些类在处理输入/输出的时候，在哪个意义上保持一致。

    如果面向字节，那么这类工作要保证系统中的文件二进制内容和读入JVM内部的二进制内容一致，不能变换任何0和1的顺序。这种输入/输出方式很适合诸如视频文件或者音频文件，因为不需要变换任何文件内容。

而面向字符的I/O是指希望系统中的文件的字符和读入内存的“字符”要一致。例如：我们的中文版XP系统上有一个GBK的文本文件，其中有一个“永”字，我们不关心这个字的GBK编码是什么，只希望在使用面向字符的I/O把它读入内存并保存在一个char型变量中时，I/O系统不要直接把“永”字的GBK编码放到这个字符（char）型变量中，我们不关心这个char型变量具体的二进制内容到底是多少，只希望这个字符读进来之后仍然是“永”字。

   从这个意义上可以看出，面向字符的I/O类，也就是Reader和Writer类，实际上隐式做了编码转换，在输出时，将内存中的Unicode字符使用系统默认编码方式进行了编码，而在输入时，将文件系统中已经编码过的字符使用默认编码方案进行了还原。这里要注意，Reader和Writer只会使用这个默认的编码来做转换，而不能为一个Reader和Writer指定转换时使用的编码。这也意味着，如果使用中文版WindowsXP系统，其中存放了一个UTF8编码的文件，当采用Reader类来读入的时候，它还会用GBK来转换，转换后的内容当然不对。这其实是一种傻瓜式的功能提供方式，对大多数初级用户（以及不需要跨平台的高级用户，windows一般采用GBK，linux一般采用UTF8）来说反而是一件好事。

   如果用到GBK编码以外的文件，就必须采用编码转换：一个字符与字节之间的转换。因此，Java的I/O系统中能够指定转换编码的地方，也就是在字符与字节转换的地方，那就是InputStremReader与OutputStreamWriter。这两个类是字节流和字符流的适配器类，它们承担编码转换的任务。

既然java是用unicode来编码字符，"我"这个中文字符的unicode就是2个字节。String.getBytes(encoding)方法是获取指定编码的byte数组表示，通常gbk/gb2312是2个字节，utf-8是3个字节。如果不指定encoding则取系统默认的encoding。

 例如

//UTF8汉字占三个字节
b = str.getBytes("UTF-8");
System.out.println("UTF8编码格式下，一个汉字占" + b.length + "字节");
			
//混乱，很诡异，不理解！！！！！！
b = str.getBytes("UTF-16");
System.out.println("UTF16编码格式下，一个汉字占" + b.length + "字节");
			
//ANSI码小于128的字符占一个字节，其余占俩字节
b = str.getBytes();
System.out.println("默认编码" + System.getProperty("file.encoding") + "编码格式下，一个汉字占" + b.length + "字节");

    由于JDK是国际版的，在编译的时候，如果我们没有用-encoding参数指定我们的JAVA源程序的编码格式，则javac.exe首先获得我们操作系统默认采用的编码格式，也即在编译java程序时，若我们不指定源程序文件的编码格式，JDK首先获得操作系统的file.encoding参数(它保存的就是操作系统默认的编码格式，如WIN2k，它的值为GBK)，然后JDK就把我们的java源程序从file.encoding编码格式转化为JAVA内部默认的UNICODE格式放入内存中。然后，javac把转换后的unicode格式的文件进行编译成.class类文件，此时.class文件是UNICODE编码的，它暂放在内存中，紧接着，JDK将此以UNICODE编码的编译后的class文件保存到我们的操作系统中形成我们见到的.class文件。对我们来说，我们最终获得的.class文件是内容以UNICODE编码格式保存的类文件，它内部包含我们源程序中的中文字符串，只不过此时它己经由file.encoding格式转化为UNICODE格式了。