关于JAVA字符编码：Unicode,ISO-8859-1,GBK,UTF-8编码及相互转换
我们最初学习计算机的时候，都学过ASCII编码。
但是为了表示各种各样的语言，在计算机技术的发展过程中，逐渐出现了很多不同标准的编码格式，
重要的有Unicode、UTF、ISO-8859-1和中国人经常使用的GB2312、BIG5、GBK等。
1.编码基础知识
最早的编码是iso8859-1，和ascii编码相似。但为了方便表示各种各样的语言，逐渐出现了很多标准编码，重要的有如下几个。
1.1. ISO-8859-1 通常叫做Latin-1
属于单字节编码，最多能表示的字符范围是0-255，应用于英文系列。比如，字母a的编码为0x61=97。
很明显，iso8859-1编码表示的字符范围很窄，无法表示中文字符。但是，由于是单字节编码，和计算机最基础的表示单位一致，所以很多时候，仍旧使用iso8859-1编码来表示。
而且在很多协议上，默认使用该编码。比如，虽然"中文"两个字不存在iso8859-1编码，
以gb2312编码为例，应该是"d6d0 cec4"两个字符（java字符占2个字节），
使用iso8859-1编码的时候则将它拆开为4个字节来表示："d6 d0 ce c4"（事实上，在进行存储的时候，也是以字节为单位处理的）。
而如果是UTF编码，则是6个字节"e4 b8 ad e6 96 87"。
很明显，这种表示方法还需要以另一种编码为基础。
1.2. GB2312/GBK
这就是汉字的国标码，专门用来表示汉字，是双字节编码，而英文字母和iso8859-1一致（兼容iso8859-1编码）。
其中gbk编码能够用来同时表示繁体字和简体字，
而gb2312只能表示简体字，gbk是兼容gb2312编码的。
1.3 unicode
这是最统一的编码，可以用来表示所有语言的字符，而且是定长双字节（也有四字节的）编码，包括英文字母在内。所以可以说它是不兼容iso8859-1编码的，也不兼容任何编码。不过，相对于iso8859-1编码来说，uniocode编码只是在前面增加了一个0字节，比如字母a为"00 61"。
需要说明的是，定长编码便于计算机处理（注意GB2312/GBK不是定长编码），而unicode又可以用来表示所有字符，所以在很多软件内部是使用unicode编码来处理的，比如java。
1.4 UTF
考虑到unicode编码不兼容iso8859-1编码，而且容易占用更多的空间：因为对于英文字母，unicode也需要两个字节来表示。所以unicode不便于传输和存储。因此而产生了utf编码，utf编码兼容iso8859-1编码，同时也可以用来表示所有语言的字符，不过，utf编码是不定长编码，每一个字符的长度从1-6个字节不等。另外，utf编码自带简单的校验功能。一般来讲，英文字母都是用一个字节表示，而汉字使用三个字节。
注意，虽然说utf是为了使用更少的空间而使用的，但那只是相对于unicode编码来说，如果已经知道是汉字，则使用GB2312/GBK无疑是最节省的。不过另一方面，值得说明的是，虽然utf编码对汉字使用3个字节，但即使对于汉字网页，utf编码也会比unicode编码节省，因为网页中包含了很多的英文字符。
2.Unicode、UTF-8 和 ISO8859-1区别与联系
将以"中文"两个字为例，经查表可以知道其
GB2312编码是"d6d0 cec4"，
Unicode编码为"4e2d 6587"，
UTF编码就是"e4b8ad e69687"。
注意，这两个字没有iso8859-1编码，但可以用iso8859-1编码来表示。
2.1 Unicode与各编码之间的直接转换
下面以对中文字符串＂ａ中文＂的编码转换为例，来了解各种编码之间的转换
１）Unicode和GBK
测试结果如下，每个汉字转换为两个字节，且是可逆的，即通过字节可以转换回字符串
String－GBK〉ByteArray：/u0061/u4E2D/u6587（a中文）－〉0x61 0xD6 0xD0 0xCE 0xC4
ByteArray－GBK〉String：0x61 0xD6 0xD0 0xCE 0xC4－〉/u0061/u4E2D/u6587（a中文）
２）Unicode和UTF-8
测试结果如下，每个汉字转换为三个字节，且是可逆的，即通过字节可以转换回字符串
String－UTF-8〉ByteArray：/u0061/u4E2D/u6587（a中文）－〉0x61 0xE4 0xB8 0xAD 0xE6%0x96 0x87
ByteArray－UTF-8〉String：0x61 0xE4 0xB8 0xAD 0xE6%0x96 0x87－〉/u0061/u4E2D/u6587（a中文）
３）Unicode和ISO-8859-1
测试结果如下，当存在汉字时转换失败，非可逆，即通过字节不能再转换回字符串
String－ISO-8859-1〉ByteArray：/u0061/u4E2D/u6587（a中文）－〉0x61 0x3F 0x3F
ByteArray－ISO-8859-1〉String：0x61 0x3F 0x3F－〉/u0061/u003F/u003F（a??）
2.2 Unicode与各编码之间的交叉转换
在上面直接转换中，由字符串（Unicode）生成的字节数组，在构造回字符串时，使用的是正确的编码集合，如果使用的不是正确的编码集合会怎样呢？会正确构造吗？如果不能正确构造能有办法恢复吗？会信息丢失吗？
下面我们就来看看这种情况，这部分可以说明在某些情况下虽然我们最终正确显示了结果，但其间仍然进行了不正确的转换。
１）能够正确显示的中间不正确转换
我们知道String－GBK〉ByteArray－GBK〉String是正确的，但如果我们采用String－GBK〉
ByteArray－ISO-8859-1〉String呢？通过测试结果如下：
String－GBK〉ByteArray－ISO-8859-1〉String：/u0061/u4E2D/u6587（a中文）－〉0x61 0xD6 0xD0 0xCE 0xC4－〉/u0061/u00D6/u00D0/u00CE/u00C4（a????
这时我们得到的字符串为？乱码“a????”，但是通过继续转换我们仍然可以复原回正确的字符串“a中文”，过程如下：
对应：/u0061/u4E2D/u6587（a中文）－〉0x61 0xD6 0xD0 0xCE 0xC4－〉/u0061/u00D6/u00D0/u00CE/u00C4（a????）－〉0x61 0xD6 0xD0 0xCE 0xC4－〉/u0061/u4E2D/u6587（a中文）
也就是我们在首次构造字符串时，我们用了错误的编码集合得到了错误的乱码，但是我们通过错上加错，再用错误的编码集合获取字节数组，然后再用正确的编码集合构造，就 又恢复了正确的字符串。这时就属于是“能够正确显示的中间不正确转换”。在Jsp页面提交数据处理时常常发生这种情况。
此外能够正确显示的中间不正确转换还有：
String－UTF-8〉ByteArray－GBK〉String－GBK〉ByteArray－UTF-8〉String
对应：/u0061/u4E2D/u6587（a中文）－〉0x61 0xE4 0xB8 0xAD 0xE6%0x96 0x87－〉/u0061/u6D93/uE15F/u6783（a涓枃）－〉0x61 0xE4 0xB8 0xAD 0xE6%0x96 0x87－〉/u0061/u4E2D/u6587（a中文）
2.3 编码过程中错误诊断参考
１）一个汉字对应一个问号
在通过ISO-8859-1从字符串获取字节数组时，由于一个Unicode转换成一个byte，当遇到不认识的Unicode时，转换为0x3F，这样无论用哪种编码构造时都会产生一个？乱码。
２）一个汉字对应两个问号
在通过GBK从字符串获取字节数组时，由于一个Unicode转换成两个byte，如果此时用ISO-8859-1或用UTF-8构造字符串就会出现两个问号。
若是通过ISO-8859-1构造可以再通过上面所说的错上加错恢复（即再通过从ISO-8859-1解析，用GBK构造）；
若是通过UTF-8构造则会产生Unicode字符＂/uFFFD＂，不能恢复，若再通过String－UTF-8〉ByteArray－GBK〉String，则会出现杂码，如a锟斤拷锟斤拷
３）一个汉字对应三个问号
在通过UTF-8从字符串获取字节数组时，由于一个
这是java字符串处理的一个标准函数，其作用是将字符串所表示的字符按照charset编码，并以字节方式表示。注意字符串在java内存中总是按unicode编码存储的。比如"中文"，正常情况下（即没有错误的时候）存储为"4e2d
6587"，如果charset为"gbk"，则被编码为"d6d0 cec4"，然后返回字节"d6 d0 ce
c4".如果charset为"utf8"则最后是"e4 b8 ad e6 96 87".如果是"iso8859-1"，则由于无法编码，最后返回
"3f 3f"（两个问号）。
3. java对字符的处理
在java应用软件中，会有多处涉及到字符集编码，有些地方需要进行正确的设置，有些地方需要进行一定程度的处理。
3.1 getBytes(charset)
这是java字符串处理的一个标准函数，其作用是将字符串所表示的字符按照charset编码，并以字节方式表示。
注意字符串在java内存中总是按unicode编码存储的。
比如"中文"，正常情况下（即没有错误的时候）存储为"4e2d 6587"，
如果charset为"gbk"，则被编码为"d6d0 cec4"，然后返回字节"d6 d0 ce c4"。
如果charset为"utf8"则最后是"e4 b8 ad e6 96 87"。
如果是"iso8859-1"，则由于无法编码，最后返回 "3f 3f"（两个问号）。
3.2 new String(charset)
这是java字符串处理的另一个标准函数，和上一个函数的作用相反，将字节数组按照charset编码进行组合识别，最后转换为unicode存储。
参考上述getBytes的例子，"gbk" 和"utf8"都可以得出正确的结果"4e2d 6587"，但iso8859-1最后变成了"003f 003f"（两个问号）。
因为utf8可以用来表示/编码所有字符，所以new String( str.getBytes( "utf8" ), "utf8" ) === str，即完全可逆。
3.3 setCharacterEncoding()
该函数用来设置http请求或者相应的编码。
对于request，是指提交内容的编码，指定后可以通过getParameter()则直接获得正确的字符串，如果不指定，则默认使用iso8859-1编码，需要进一步处理。
参见下述"表单输入"。值得注意的是在执行setCharacterEncoding()之前，不能执行任何getParameter()。
java doc上说明：This method must be called prior to reading request parameters or reading input using getReader()。
该指定只对POST方法有效，对GET方法无效。分析原因:
POST方法在执行第一个getParameter()的时候，java将会按照编码分析所有的提交内容，而后续的getParameter()不再进行分析，所以setCharacterEncoding()无效。
GET方法提交表单是，提交的内容在URL中，一开始就已经按照编码分析所有的提交内容，setCharacterEncoding()自然就无效。
注意：iso-8859-1是JAVA网络传输使用的标准字符集,而gb2312是标准中文字符集,当你作出提交表单等需要网络传输的操作的时候,就需要把 iso-8859-1转换为gb2312字符集显示,否则如果按浏览器的gb2312格式来解释iso-8859-1字符集的话,由于2者不兼容,所以会 是乱码.
例子：
//１）将字符串用指定的编码集合解析成字节数组，完成Unicode－〉//charsetName转换 public byte[] getBytes(String charsetName) throws UnsupportedEncodingException //２）将字节数组以指定的编码集合构造成字符串，完成charsetName－〉Unicode转换 public String(byte[] bytes, String charsetName) throws UnsupportedEncodingException
String s = "你好"; // 编码 byte[] utf = s.getBytes("utf-8"); byte[] gbk = s.getBytes("gbk"); System.out.println("utf-8编码：" + Arrays.toString(utf));//[-28,-67,-96,-27,-91,-67] 6个字节 System.out.println("gbk编码：" + Arrays.toString(gbk));//[-60,-29,-70,-61] 4个字节 // 解码 String s1 = new String(utf, "utf-8"); // 你好 String s2 = new String(utf, "gbk"); // gbk解码：浣犲ソ gbk用2个字节解码，所以会多一个字符 String s3 = new String(gbk, "utf-8"); // gbk用utf-8解码：??? utf-8解码需要6个字节 System.out.println("--------------------"); System.out.println("utf-8解码：" + s1); System.out.println("gbk解码：" + s2); System.out.println("gbk用utf-8解码：" + s3); System.out.println("---------------------"); System.out.println("用utf-8编码回去"); s3 = new String(s3.getBytes("utf-8"), "gbk"); // 锟斤拷锟? gbk用utf-8解码后无法编回去 System.out.println(s3);
规律：
utf-8编码可以用gbk和iso8859-1解码后编回去
gbk编码后只能用iso8859-1解码后编回去
3.4. 处理过程
下面分析两个有代表性的例子，说明java对编码有关问题的处理方法。
3.4.1. 表单输入
User input *(gbk:d6d0 cec4)
browser *(gbk:d6d0 cec4)
web server iso8859-1(00d6 00d 000ce 00c4) class，
需要在class中进行处理：
getbytes("iso8859-1")为d6 d0 ce c4，
new String("gbk")为d6d0 cec4，
内存中以unicode编码则为4e2d 6587。
l 用户输入的编码方式和页面指定的编码有关，也和用户的操作系统有关，所以是不确定的，上例以gbk为例。
l 从browser到web server，可以在表单中指定提交内容时使用的字符集，否则会使用页面指定的编码。而如果在url中直接用?的方式输入参数，则其编码往往是操作系统本身的编码，因为这时和页面无关。上述仍旧以gbk编码为例。
l Web server接收到的是字节流，默认时（getParameter）会以iso8859-1编码处理之，结果是不正确的，所以需要进行处理。但如果预先设置了编码（通过request. setCharacterEncoding ()），则能够直接获取到正确的结果。
l 在页面中指定编码是个好习惯，否则可能失去控制，无法指定正确的编码。
3.4.2. 文件编译
假设文件是gbk编码保存的，而编译有两种编码选择：gbk或者iso8859-1，前者是中文windows的默认编码，后者是Linux的默认编码，当然也可以在编译时指定编码。
Jsp *(gbk:d6d0 cec4)
java file *(gbk:d6d0 cec4)
compiler read uincode(gbk: 4e2d 6587; iso8859-1: 00d6 00d 000ce 00c4)
compiler write utf(gbk: e4b8ad e69687; iso8859-1: *)
compiled file unicode(gbk: 4e2d 6587; iso8859-1: 00d6 00d 000ce 00c4) class。
所以用gbk编码保存，而用iso8859-1编译的结果是不正确的。
class unicode(4e2d 6587) system.out / jsp.out gbk(d6d0 cec4) os console / browser。
l 文件可以以多种编码方式保存，中文windows下，默认为ansi/gbk。
l 编译器读取文件时，需要得到文件的编码，如果未指定，则使用系统默认编码。一般class文件，是以系统默认编码保存的，所以编译不会出问题，但对于jsp文件，如果在中文windows下编辑保存，而部署在英文linux下运行/编译，则会出现问题。所以需要在jsp文件中用pageEncoding指定编码。
l Java编译的时候会转换成统一的unicode编码处理，最后保存的时候再转换为utf编码。
l 当系统输出字符的时候，会按指定编码输出，对于中文windows下，System.out将使用gbk编码，而对于response（浏览器），则使用jsp文件头指定的contentType，或者可以直接为response指定编码。同时，会告诉browser网页的编码。如果未指定，则会使用iso8859-1编码。对于中文，应该为browser指定输出字符串的编码。
l browser显示网页的时候，首先使用response中指定的编码（jsp文件头指定的contentType最终也反映在response上），如果未指定，则会使用网页中meta项指定中的contentType。
3.5. javaEE几处设置
对于web应用程序，和编码有关的设置或者函数如下。
3.5.1. jsp编译
指定文件的存储编码，很明显，该设置应该置于文件的开头。例如：<%@page pageEncoding="GBK"%>。另外，对于一般class文件，可以在编译的时候指定编码。
3.5.2. jsp输出
指定文件输出到browser时使用的编码，该设置也应该置于文件的开头。例如：<%@ page contentType="text/html; charset= GBK" %>。该设置和response.setCharacterEncoding("GBK")等效。
3.5.3. meta设置
指定网页使用的编码，该设置对静态网页尤其有作用。因为静态网页无法采用jsp的设置，而且也无法执行response.setCharacterEncoding()。例如： <META http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=GBK" />
如果同时采用了jsp输出和meta设置两种编码指定方式，则jsp指定的优先。因为jsp指定的直接体现在response中。
需要注意的是，apache有一个设置可以给无编码指定的网页指定编码，该指定等同于jsp的编码指定方式，所以会覆盖静态网页中的meta指定。所以有人建议关闭该设置。
3.5.4. form设置
当浏览器提交表单的时候，可以指定相应的编码。例如：<form accept-charset= "gb2312">。一般不必不使用该设置，浏览器会直接使用网页的编码。
3.5.5. JSP页面获取表单的值
在JSP页面获取表单的值时会出现乱码，有两种解决方法：
1.post:在调用getParameter之前通过request.setCharacterEncoding设置字符编码
2.get:调用new String(str.getBytes("iso8859-1"), "UTF-8");编码后解码
4. 系统软件
下面讨论几个相关的系统软件。
4.1. MySQL数据库
很明显，要支持多语言，应该将数据库的编码设置成utf或者unicode，而utf更适合与存储。但是，如果中文数据中包含的英文字母很少，其实unicode更为适合。
数据库的编码可以通过mysql的配置文件设置，例如default-character-set=utf8。
还可以在数据库链接URL中设置，例如： useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8。
注意这两者应该保持一致，在新的sql版本里，在数据库链接URL里可以不进行设置，但也不能是错误的设置。
Oracle中字符集编码决定
select userenv('language') from dual;
SIMPLIFIED CHINESE_CHINA.ZHS16GBK
SIMPLIFIED CHINESE_CHINA.AL32UTF8
select lengthb('你') from dual;
4.2. apache
appache和编码有关的配置在httpd.conf中，例如AddDefaultCharset UTF-8。如前所述，该功能会将所有静态页面的编码设置为UTF-8，最好关闭该功能。
另外，apache还有单独的模块来处理网页响应头，其中也可能对编码进行设置。
4.3. linux默认编码
这里所说的linux默认编码，是指运行时的环境变量。两个重要的环境变量是LC_ALL和LANG，默认编码会影响到java URLEncode的行为，下面有描述。
建议都设置为"zh_CN.UTF-8"。
4.4. 其它
为了支持中文文件名，linux在加载磁盘时应该指定字符集，例如：mount /dev/hda5 /mnt/hda5/ -t ntfs -o iocharset=gb2312。
另外，如前所述，使用GET方法提交的信息不支持request.setCharacterEncoding()，但可以通过tomcat的配置文件指定字符集，在tomcat的server.xml文件中，形如：<Connector ... URIEncoding="GBK"/>。这种方法将统一设置所有请求，而不能针对具体页面进行设置，也不一定和browser使用的编码相同，所以有时候并不是所期望的。
5. URL地址
URL地址中含有中文字符是很麻烦的，前面描述过使用GET方法提交表单的情况，使用GET方法时，参数就是包含在URL中。
5.1. URL编码
对于URL中的一些特殊字符，浏览器会自动进行编码。这些字符除了"/?&"等外，还包括unicode字符，比如汉字。这时的编码比较特殊。
IE有一个选项"总是使用UTF-8发送URL"，
当该选项有效时，IE将会对特殊字符进行UTF-8编码，同时进行URL编码。
如果该选项无效，则使用默认编码"GBK"，并且不进行URL编码。但是，对于URL后面的参数，则总是不进行编码，相当于UTF-8选项无效。
比如"中文.html?a=中文"，
当UTF-8选项有效时，将发送链接"%e4%b8%ad%e6%96%87.html?a=/x4e/x2d/x65/x87"；
而UTF-8选项无效时，将发送链接"/x4e/x2d/x65/x87.html?a=/x4e/x2d/x65/x87"。
注意后者前面的"中文"两个字只有4个字节，而前者却有18个字节，这主要时URL编码的原因。
当web server（tomcat）接收到该链接时，将会进行URL解码，即去掉"%"，同时按照ISO8859-1编码（上面已经描述，可以使用URLEncoding来设置成其它编码）识别。
上述例子的结果分别是"/ue4/ub8/uad/ue6/u96/u87.html?a=/u4e/u2d/u65/u87"和"/u4e/u2d/u65/u87.html?a=/u4e/u2d/u65/u87"，
注意前者前面的"中文"两个字恢复成了6个字符。这里用"/u"，表示是unicode。
所以，由于客户端设置的不同，相同的链接，在服务器上得到了不同结果。这个问题不少人都遇到，却没有很好的解决办法。所以有的网站会建议用户尝试关闭UTF-8选项。不过，下面会描述一个更好的处理办法。
5.2. rewrite
熟悉的人都知道，apache有一个功能强大的rewrite模块，这里不描述其功能。需要说明的是该模块会自动将URL解码（去除%），即完成上述web server（tomcat）的部分功能。有相关文档介绍说可以使用[NE]参数来关闭该功能，但我试验并未成功，可能是因为版本（我使用的是apache 2.0.54）问题。另外，当参数中含有"?& "等符号的时候，该功能将导致系统得不到正常结果。
rewrite本身似乎完全是采用字节处理的方式，而不考虑字符串的编码，所以不会带来编码问题。
5.3. URLEncode.encode()
这是Java本身提供对的URL编码函数，完成的工作和上述UTF-8选项有效时浏览器所做的工作相似。值得说明的是，java已经不赞成不指定编码来使用该方法（deprecated）。应该在使用的时候增加编码指定。
当不指定编码的时候，该方法使用系统默认编码，这会导致软件运行结果得不确定。比如对于"中文"，当系统默认编码为"gb2312"时，结果是"%4e%2d%65%87"，而默认编码为"UTF-8"，结果却是"%e4%b8%ad%e6%96%87"，后续程序将难以处理。
另外，这儿说的系统默认编码是由运行tomcat时的环境变量LC_ALL和LANG等决定的，曾经出现过tomcat重启后就出现乱码的问题，最后才郁闷的发现是因为修改修改了这两个环境变量。
建议统一指定为"UTF-8"编码，可能需要修改相应的程序。
6. 其它
下面描述一些和编码有关的其他问题。
6.1. SecureCRT
除了浏览器和控制台与编码有关外，一些客户端也很有关系。比如在使用SecureCRT连接linux时，应该让SecureCRT的显示编码（不同的session，可以有不同的编码设置）和linux的编码环境变量保持一致。否则看到的一些帮助信息，就可能是乱码。
另外，mysql有自己的编码设置，也应该保持和SecureCRT的显示编码一致。否则通过SecureCRT执行sql语句的时候，可能无法处理中文字符，查询结果也会出现乱码。
对于Utf-8文件，很多编辑器（比如记事本）会在文件开头增加三个不可见的标志字节，如果作为mysql的输入文件，则必须要去掉这三个字符。（用linux的vi保存可以去掉这三个字符）。一个有趣的现象是，在中文windows下，创建一个新txt文件，用记事本打开，输入"连通"两个字，保存，再打开，你会发现两个字没了，只留下一个小黑点。
6.2. 过滤器
如果需要统一设置编码，则通过filter进行设置是个不错的选择。在filter class中，可以统一为需要的请求或者回应设置编码。参加上述setCharacterEncoding()。这个类apache已经给出了可以直接使用的例子SetCharacterEncodingFilter。
6.3. POST和GET
很明显，以POST提交信息时，URL有更好的可读性，而且可以方便的使用setCharacterEncoding()来处理字符集问题。
但GET方法形成的URL能够更容易表达网页的实际内容，也能够用于收藏。
从统一的角度考虑问题，建议采用GET方法，这要求在程序中获得参数是进行特殊处理，而无法使用setCharacterEncoding()的便利，如果不考虑rewrite，就不存在IE的UTF-8问题，可以考虑通过设置URIEncoding来方便获取URL中的参数。
6.4. 简繁体编码转换
GBK同时包含简体和繁体编码，也就是说同一个字，由于编码不同，在GBK编码下属于两个字。有时候，为了正确取得完整的结果，应该将繁体和简体进行统一。可以考虑将UTF、GBK中的所有繁体字，转换为相应的简体字，BIG5编码的数据，也应该转化成相应的简体字。当然，仍旧以UTF编码存储。
例如，对于"语言 語言"，
用UTF表示为"/xE8/xAF/xAD/xE8/xA8/x80 /xE8/xAA/x9E/xE8/xA8/x80"，
进行简繁体编码转换后应该是两个相同的 "/xE8/xAF/xAD/xE8/xA8/x80>"。
参考：http://blog.csdn.net/qinysong/article/details/1179513
http://blog.csdn.net/xiongchao2011/article/details/7276834
http://wessongao.iteye.com/blog/1497503
