Java中常见的编码集问题

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收录于热门专栏Java基础教程系列（进阶篇）

一、遇到一个问题

1、读取CSV文件

package com.guor.demo.charset;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class CommonUtils {
    public static List<Map<String, Object>> readCSVToList(String filePath) throws Exception {
        List<Map<String, Object>> list = new ArrayList<Map<String, Object>>();
        BufferedReader reader = null;
        try {
            reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
            String[] headtilte = reader.readLine().split(",");
            String line = null;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                HashMap<String, Object> hashMap = new HashMap<String, Object>();
                String[] itemArray = line.split(",");
                for (int i = 0; i < itemArray.length; i++) {
                    hashMap.put(headtilte[i], itemArray[i]);
                }
                list.add(hashMap);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (null != reader) {
                reader.close();
            }
        }
        return list;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filePath = "H:\\CSDN\\netty\\编码集问题\\test.csv";
        System.out.println(readCSVToList(filePath));
    }
}

2、控制台输出

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这是什么鬼？

原来我的csv文件的编码集是带BOM的UTF-8，没听过啊，众里寻他千百度。

二、带有BOM的UTF-8

1、BOM

在UCS 编码中有一个叫做 “Zero Width No-Break Space” ，中文译名作“零宽无间断间隔”的字符，它的编码是 FEFF。而 FEFF 在 UCS 中是不存在的字符，所以不应该出现在实际传输中。UCS 规范建议我们在传输字节流前，先传输字符 “Zero Width No-Break Space”。这样如果接收者收到 FEFF，就表明这个字节流是 Big-Endian 的；如果收到FFFE，就表明这个字节流是 Little- Endian 的。因此字符 “Zero Width No-Break Space” （“零宽无间断间隔”）又被称作 BOM。

2、UTF-8

UTF-8（8位元，Universal Character Set/Unicode Transformation Format）是针对Unicode的一种可变长度字符编码。它可以用来表示Unicode标准中的任何字符，而且其编码中的第一个字节仍与ASCII相容，使得原来处理ASCII字符的软件无须或只进行少部分修改后，便可继续使用。因此，它逐渐成为电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。

3、UTF-8 BOM

UTF-8 不需要 BOM 来表明字节顺序，但可以用 BOM 来表明编码方式。字符 “Zero Width No-Break Space” 的 UTF-8 编码是 EF BB BF。所以如果接收者收到以 EF BB BF 开头的字节流，就知道这是 UTF-8编码了。Windows 就是使用 BOM 来标记文本文件的编码方式的。

4、CSV文件乱码问题

类似WINDOWS自带的记事本等软件，在保存一个以UTF-8编码的文件时，会在文件开始的地方插入UTF-8 BOM头。记事本等编辑器通过它来识别这个文件是否以UTF-8编码(当然即便没有UTF-8 BOM头记事本也能通过其它方式正确识别UTF-8编码)。

三、编码解码

在计算机发展初期，美国等少数国家最先给自己的语言设置了一套编码，即ASCII。因为英语只有26个英文字母及一些常见的符号即可，因此只需要一个字节的 7 位（即 128 个整数）就能完全表示英文字符。

但随着计算机的发展，欧洲一些国家也需要为自己的语言设置一套编码，ASCII的128个字符不够用了，因此就产生了第二套编码类型 ISO-8859-1 ~ ISO-8859-15，其中使用最广泛的是ISO-8859-1，ISO-8859-1使用了一个字节的 8 位，可以表示256个字符。为了避免乱码问题，ISO-8859-1完全兼容ASCII，ISO-8859-1的前128位和ASCII完全一致，后128个字符才是ISO-8859-1自身新扩展的字符编码。

后来，中国也给汉语设置了一套编码，提出了适合汉语的编码集GB2312。GB2312包含了682个英文、字母等符号及常见的6763个简体中文，我勒个去，中华上下五千年，博大精深啊。

再后来，为了将简体中文和繁体中文兼容到字符集里，又发布了新的编码集GBK。GBK实际是GB2312的扩展，使用1个字节存储ASCII中的字符，使用2个字节存储一个中文汉字。

最后，为了给世界上的所有字符设置一套统一的编码集，出台了统一的字符集规范Unicode（国际标准字符集）。其中就包含最著名的UTF-8。

UTF-8是ASCII的超集，ASCII中每个字符的编码与UTF-8是完全一致的，因此当用UTF-8存储汉字或其他字符时，可能会使用2个、3个或4个字节。

1个字节：英文，数字，回车符，ASCII中的常用符号+、-、*、/等；
2个字节：个别特殊符号；
3个字节：常见汉字，在GBK中存在的汉字；
4个字节：中日韩等超大字符集里面的汉字；

在java.nio.charset.Charset类中，提供了一些编码及常用方法。

四、解决读取“带有BOM的UTF-8文件乱码”问题

1、读取文件编码集

按照给定的字符集存储文件时，在文件的最开头的三个字节中就有可能存储着编码信息，所以，基本的原理就是只要读出文件前三个字节，判定这些字节的值，就可以得知其编码的格式。其实，如果项目运行的平台就是中文操作系统，如果这些文本文件在项目内产生，即开发人员可以控制文本的编码格式。

2、用指定的编码格式读取文件流，写入文件流

（1）读取CSV文件

public static List<String[]> readCSVToListByUnicode(String filePath) {
        FileInputStream fis = null;
        UnicodeInputStream uin = null;
        InputStreamReader in= null;
        try {
            //logger.info("读取文件"+filePath+"编码集");
            List<String[]> list = new ArrayList<String[]>();
            //URL url = new URL(filePath);
            File f  = new File(filePath);
            fis = new FileInputStream(f);
            uin = new UnicodeInputStream(fis,enc);  //如果是本地将url.openStream -> new FileInputStream(f)
            enc = uin.getEncoding(); // check and skip possible BOM bytes
            if (enc == null){
                in = new InputStreamReader(uin);
            }else {
                in = new InputStreamReader(uin, enc);
            }
            long start = System.currentTimeMillis();
            //logger.info("读取文件"+filePath+"查看耗时开始");
            BufferedReader reader = new BufferedReader(in);
            //BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("D:/tags.txt"),"utf-8"));
            //String tmp =reader.readLine();

            String[] headtilte = reader.readLine().split(",");
            list.add(headtilte);
            String line = null;
            String[] itemArray = null;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                itemArray = line.split(",");
                list.add(itemArray);
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            //logger.info("读取文件"+filePath+"查看耗时="+(end-start)+"毫秒");
            return list;
        }catch (Exception e){
            logger.info("读取文件"+filePath+"，异常：", e);
            return null;
        }finally {
            try {
                if(in!=null){
                    in.close();
                }
                if(uin!=null){
                    uin.close();
                }
                if(fis!=null){
                    fis.close();
                }
            }catch (Exception e){
                logger.info("读取文件"+filePath+"，关闭流异常：", e);
            }
        }
    }

（2）获取文件编码集

package com.guor.demo.utils;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.PushbackInputStream;

public class UnicodeInputStream extends InputStream {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UnicodeInputStream.class);

    PushbackInputStream internalIn;

    boolean isInited = false;

    String defaultEnc;

    String encoding;

    private static final int BOM_SIZE = 4;

    public UnicodeInputStream(InputStream in, String defaultEnc) {
        internalIn = new PushbackInputStream(in, BOM_SIZE);
        this.defaultEnc = defaultEnc;
    }

    public String getDefaultEncoding() {
        return defaultEnc;
    }

    public String getEncoding() {
        if (!isInited) {
            try {
                init();
            } catch (IOException ex) {
                IllegalStateException ise = new IllegalStateException("Init method failed.");
                ise.initCause(ise);
                throw ise;
            }
        }
        return encoding;
    }

    /**
     * Read-ahead four bytes and check for BOM marks. Extra bytes are
     * unread back to the stream, only BOM bytes are skipped.
     */
    protected void init() throws IOException {
        if (isInited) {
            return;
        }
        byte bom[] = new byte[BOM_SIZE];
        int n, unread;
        n = internalIn.read(bom, 0, bom.length);

        //logger.info("文件的前四个字符==="+bom[0]+","+bom[1]+","+bom[2]+","+bom[3]);

        if ( (bom[0] == (byte)0x00) && (bom[1] == (byte)0x00) &&
                (bom[2] == (byte)0xFE) && (bom[3] == (byte)0xFF) ) {
            encoding = "UTF-32BE";
            unread = n - 4;
        } else if ( (bom[0] == (byte)0xFF) && (bom[1] == (byte)0xFE) &&
                (bom[2] == (byte)0x00) && (bom[3] == (byte)0x00) ) {
            encoding = "UTF-32LE";
            unread = n - 4;
        } else if (  (bom[0] == (byte)0xEF) && (bom[1] == (byte)0xBB) &&
                (bom[2] == (byte)0xBF) ) {
            encoding = "UTF-8";
            unread = n - 3;
        } else if ( (bom[0] == (byte)0xFE) && (bom[1] == (byte)0xFF) ) {
            encoding = "UTF-16BE";
            unread = n - 2;
        } else if ( (bom[0] == (byte)0xFF) && (bom[1] == (byte)0xFE) ) {
            encoding = "UTF-16LE";
            unread = n - 2;
        } else {
            // Unicode BOM mark not found, unread all bytes
            encoding = defaultEnc;
            unread = n;
        }
        //System.out.println("read=" + n + ", unread=" + unread);
        if (unread > 0) {
            internalIn.unread(bom, (n - unread), unread);
        }
        isInited = true;
    }

    @Override
    public void close() throws IOException {
        //init();
        isInited = true;
        internalIn.close();
    }

    @Override
    public int read() throws IOException {
        //init();
        isInited = true;
        return internalIn.read();
    }
}