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深入剖析JSP和Servlet对中文的处理

王朝java/jsp·作者佚名  2008-05-21
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世界上的各地区都有本地的语言。地区差异直接导致了语言环境的差异。在开发一个国际化程序的过程中,处理语言问题就显得很重要了。

这是一个世界范围内都存在的问题,所以,Java提供了世界性的解决方法。本文描述的方法是用于处理中文的,但是,推而广之,对于处理世界上其它国家和地区的语言同样适用。

汉字是双字节的。所谓双字节是指一个双字要占用两个BYTE的位置(即16位),分别称为高位和低位。中国规定的汉字编码为GB2312,这是强制性的,目前几乎所有的能处理中文的应用程序都支持GB2312。GB2312包括了一二级汉字和9区符号,高位从0xa1到0xfe,低位也是从0xa1到0xfe,其中,汉字的编码范围为0xb0a1到0xf7fe。

另外有一种编码,叫做GBK,但这是一份规范,不是强制的。GBK提供了20902个汉字,它兼容GB2312,编码范围为0x8140到0xfefe。GBK中的所有字符都可以一一映射到Unicode 2.0。

在不久的将来,中国会颁布另一种标准:GB18030-2000(GBK2K)。它收录了藏、蒙等少数民族的字型,从根本上解决了字位不足的问题。注意:它不再是定长的。其二字节部份与GBK兼容,四字节部分是扩充的字符、字形。它的首字节和第三字节从0x81到0xfe,二字节和第四字节从0x30到0x39。

本文不打算介绍Unicode,有兴趣的可以浏览“http://www.unicode.org/”查看更多的信息。Unicode有一个特性:它包括了世界上所有的字符字形。所以,各个地区的语言都可以建立与Unicode的映射关系,而Java正是利用了这一点以达到异种语言之间的转换。

在JDK中,与中文相关的编码有:

表1

JDK中与中文相关的编码列表

编码名称

说明

ASCII

7位,与ascii7相同

ISO8859-1

8-位,与 8859_1,ISO-8859-1,ISO_8859-1,latin1...等相同

GB2312-80

16位,与gb2312,gb2312-1980,EUC_CN,euccn,1381,Cp1381, 1383, Cp1383, ISO2022CN,ISO2022CN_GB...等相同

GBK

与MS936相同,注意:区分大小写

UTF8

与UTF-8相同

GB18030

与cp1392、1392相同,目前支持的JDK很少

在实际编程时,接触得比较多的是GB2312(GBK)和ISO8859-1。

为什么会有“?”号

上文说过,异种语言之间的转换是通过Unicode来完成的。假设有两种不同的语言A和B,转换的步骤为:先把A转化为Unicode,再把Unicode转化为B。

举例说明。有GB2312中有一个汉字“李”,其编码为“C0EE”,欲转化为ISO8859-1编码。步骤为:先把“李”字转化为Unicode,得到“674E”,再把“674E”转化为ISO8859-1字符。当然,这个映射不会成功,因为ISO8859-1中根本就没有与“674E”对应的字符。

当映射不成功时,问题就发生了!当从某语言向Unicode转化时,如果在某语言中没有该字符,得到的将是Unicode的代码“uffffd”(“u”表示是Unicode编码,)。而从Unicode向某语言转化时,如果某语言没有对应的字符,则得到的是“0x3f”(“?”)。这就是“?”的由来。

例如:把字符流buf =“0x80 0x40 0xb0 0xa1”进行new String(buf, "gb2312")操作,得到的结果是“ufffdu554a”,再println出来,得到的结果将是“?啊”,因为“0x80 0x40”是GBK中的字符,在GB2312中没有。

再如,把字符串String="u00d6u00ecu00e9u0046u00bbu00f9"进行new String (buf.getBytes("GBK"))操作,得到的结果是“3fa8aca8a6463fa8b4”,其中,“u00d6”在“GBK”中没有对应的字符,得到“3f”,“u00ec”对应着“a8ac”,“u00e9”对应着“a8a6”,“0046”对应着“46”(因为这是ASCII字符),“u00bb”没找到,得到“3f”,最后,“u00f9”对应着“a8b4”。把这个字符串println一下,得到的结果是“?ìéF?ù”。看到没?这里并不全是问号,因为GBK与Unicode映射的内容中除了汉字外还有字符,本例就是最好的明证。

所以,在汉字转码时,如果发生错乱,得到的不一定都是问号噢!不过,错了终究是错了,50步和100步并没有质的差别。

或者会问:如果源字符集中有,而Unicode中没有,结果会如何?回答是不知道。因为我手头没有能做这个测试的源字符集。但有一点是肯定的,那就是源字符集不够规范。在Java中,如果发生这种情况,是会抛出异常的。

什么是UTF

UTF,是Unicode Text Format的缩写,意为Unicode文本格式。对于UTF,是这样定义的:

(1)如果Unicode的16位字符的头9位是0,则用一个字节表示,这个字节的首位是“0”,剩下的7位与原字符中的后7位相同,如“u0034”(0000 0000 0011 0100),用“34” (0011 0100)表示;(与源Unicode字符是相同的);

(2)如果Unicode的16位字符的头5位是0,则用2个字节表示,首字节是“110”开头,后面的5位与源字符中除去头5个零后的最高5位相同;第二个字节以“10”开头,后面的6位与源字符中的低6位相同。如“u025d”(0000 0010 0101 1101),转化后为“c99d”(1100 1001 1001 1101);

(3)如果不符合上述两个规则,则用三个字节表示。第一个字节以“1110”开头,后四位为源字符的高四位;第二个字节以“10”开头,后六位为源字符中间的六位;第三个字节以“10”开头,后六位为源字符的低六位;如“u9da7”(1001 1101 1010 0111),转化为“e9b6a7”(1110 1001 1011 0110 1010 0111);

可以这么描述JAVA程序中Unicode与UTF的关系,虽然不绝对:字符串在内存中运行时,表现为Unicode代码,而当要保存到文件或其它介质中去时,用的是UTF。这个转化过程是由writeUTF和readUTF来完成的。

好了,基础性的论述差不多了,下面进入正题。

先把这个问题想成是一个黑匣子。先看黑匣子的一级表示:

input(charsetA)->process(Unicode)->output(charsetB)

简单,这就是一个IPO模型,即输入、处理和输出。同样的内容要经过“从charsetA到unicode再到charsetB”的转化。

再看二级表示:

SourceFile(jsp,java)->class->output

在这个图中,可以看出,输入的是jsp和java源文件,在处理过程中,以Class文件为载体,然后输出。再细化到三级表示:

jsp->temp file->class->browser,os console,db

app,servlet->class->browser,os console,db

这个图就更明白了。Jsp文件先生成中间的Java文件,再生成Class。而Servlet和普通App则直接编译生成Class。然后,从Class再输出到浏览器、控制台或数据库等。

JSP:从源文件到Class的过程

Jsp的源文件是以“.jsp”结尾的文本文件。在本节中,将阐述JSP文件的解释和编译过程,并跟踪其中的中文变化。

1、JSP/Servlet引擎提供的JSP转换工具(jspc)搜索JSP文件中用<%@ page contentType ="text/html; charset=<Jsp-charset>"%>中指定的charset。如果在JSP文件中未指定<Jsp-charset>,则取JVM中的默认设置file.encoding,一般情况下,这个值是ISO8859-1;

2、jspc用相当于“javac –encoding <Jsp-charset>”的命令解释JSP文件中出现的所有字符,包括中文字符和ASCII字符,然后把这些字符转换成Unicode字符,再转化成UTF格式,存为JAVA文件。ASCII码字符转化为Unicode字符时只是简单地在前面加“00”,如“A”,转化为“u0041”(不需要理由,Unicode的码表就是这么编的)。然后,经过到UTF的转换,又变回“41”了!这也就是可以使用普通文本编辑器查看由JSP生成的JAVA文件的原因;

3、引擎用相当于“javac –encoding UNICODE”的命令,把JAVA文件编译成CLASS文件;

先看一下这些过程中中文字符的转换情况。有如下源代码:

<%@ page contentType="text/html; charset=gb2312"%><html><body><%

 
 
 
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