深入分析 Java 需要编码的场景

到家已经10点30了,晚饭还没吃呢,更纠结的是今天还要不要写点东西呢,最近在倒逼自己养成一些记录的习惯,不能半途而废,争取写一点吧。

上回我们正式进入了 Java 的编码世界,先后了解了 Java 的内码和外码。

内码是语言内部使用的字符编码,特别是某种语言实现其 char 或 String 类型在内存里用的内部编码。

一般来说,内码对用户是无感知的,怎么理解“无感知”,例如 String.getBytes()是一个用于将 String 的内码转换为指定的外码的方法,当外码是 UTF-8 时,那么调用了 String.getBytes() 之后得到的 byte[] 只能表明该外码的性质,而无法碰触到 String 内码的任何特质。

外码相对内码而言,不是char或String在内存里用的内部编码的地方都可以认为是“外码”。编码的地方都在字符到字节或者字节到字符的转换上,主要有两大类场景:内存编码,在 Java 中主要通过 String 来完成;另一类是 I/O,也就是今天我们要介绍的主角。

内存编码

Java 内存中进行字符到字节或字节到字符的转换主要由 String 来承载,因此String 提供字节到字符转换的方法,也支持字符到字节的转换。

image

I/O 编码

I/O 问题是任何编程语言都无法回避的问题,可以说 I/O 问题是整个人机交互的核心问题,因为 I/O 是机器获取和交换信息的主要渠道。Java 的 I/O 操作类在包 java.io 下,大概有将近 80 个类,从传输的数据格式上可以分为两组:

  1. 基于字节操作的 I/O 接口:InputStream 和 OutputStream

  2. 基于字符操作的 I/O 接口:Writer 和 Reader

从传输数据的方式上也可以分成两组:

  1. 基于磁盘操作的 I/O 接口:File

  2. 基于网络操作的 I/O 接口:Socket

基于字节的 I/O 操作接口

基于字节的 I/O 操作接口输入和输出分别是:InputStream 和 OutputStream。

image
image

输入/输出流根据数据类型和操作方式又被划分成若干个子类,每个子类分别处理不同操作类型。输入流必须要指定源,即从哪里读取数据,而输出流最终写到什么地方也必须要指定,要么是写到磁盘要么是写到网络中。

基于字符的 I/O 操作接口

不管是磁盘还是网络传输,最小的存储单元都是字节,而不是字符,所以 I/O 操作的都是字节而不是字符,但是为啥有操作字符的 I/O 接口呢?这是因为我们的程序中通常操作的数据都是以字符形式,为了操作方便当然要提供一个直接写字符的 I/O 接口。我们知道字符到字节必须要经过编码转换,而这个编码又非常耗时,而且还会经常出现乱码问题,所以 I/O 的编码问题经常是让人头疼的问题。

image
image

上图是读写字符的 I/O 操作接口涉及到的类,Writer 类提供了一个抽象方法 write(char cbuf[], int off, int len) 由子类去实现,Reader 类也提供了一个类似的抽象方法 int read(char cbuf[], int off, int len),返回读到的 n 个字节数。

字节与字符的转化接口

数据持久化或网络传输都是以字节进行的,所以必须要有字符到字节或字节到字符的转化。字符到字节需要转化,其中读的转化过程如下图所示:

image

Reader 类是 Java 的 I/O 中读字符的父类,而 InputStream 类是读字节的父类,InputStreamReader 类就是关联字节到字符的桥梁,它负责在 I/O 过程中处理读取字节到字符的转换,而具体字节到字符的解码实现它由 StreamDecoder 去实现,在 StreamDecoder 解码过程中必须由用户指定 Charset 编码格式。值得注意的是如果你没有指定 Charset,将使用本地环境中的默认字符集。

写的情况也是类似,字符的父类是 Writer,字节的父类是 OutputStream,通过 OutputStreamWriter 转换字符到字节。

image

同样 StreamEncoder 类负责将字符编码成字节,编码格式和默认编码规则与解码是一致的。

在我们的应用程序中涉及到 I/O 操作时只要注意指定统一的编解码 Charset 字符集,一般不会出现乱码问题,有些应用程序如果不注意指定字符编码,中文环境中取操作系统默认编码,如果编解码都在中文环境中,通常也没问题,但是还是强烈的不建议使用操作系统的默认编码,因为这样,你的应用程序的编码格式就和运行环境绑定起来了,在跨环境下很可能出现乱码问题。

挖坑序列文章

Java 编码很难吗?看完这篇文章你就懂了

编码字符集和字符集编码傻傻分不清楚!看完这篇文章你就懂了?

为什么 String 要设计成 final ,又如何设计一个不可变类呢?

你真的懂 Java 的 String 吗?

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,761评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,953评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,998评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,248评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,130评论 4 356
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,145评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,550评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,236评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,510评论 1 291
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,601评论 2 310
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,376评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,247评论 3 313
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,613评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,911评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,191评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,532评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,739评论 2 335