web应用中浏览器与服务端的编码和解码

Posted 2022-08-01 zhangww

基本概念

有信息交换就会产生编码、传输、解码三个过程。编码是信息从一种形式转变成另一种形式的过程，正如人类的语言通过声带编码，转换成声波。解码是编码的逆函数，耳膜接收声波，通过脑神经解码成人类文化所能理解的信息。
字符集是一种文化上下文下的所有文字符号集合，它的作用是规定了某个文化下的所有字符，以及该字符在信息交换系统下的表示方式，在计算机信息系统下是字节或01序列。本文会在某些时刻将字符集和编码方案互用，以方便理解。
对于java web应用，狭隘的编码解码的过程可以简单的理解为：编码的过程是文本字符串信息编码成01序列，解码是将01序列恢复为文本字符串信息，具体编码成什么样的01序列是由编码采用的字符集来决定的，也就是编码方案。
乱码是对信息采用的编码方案无法理解，使用了错误的编码方案对信息进行解码造成的。如果要理解一段信息的真实意图，就得知道信息采用的编码方案，这是信息交换的密钥，这就是为什么战争年代破解对方电报加密方式，实际上就是在破译对方的编码方案。

http协议层的编码解码

http协议层的字符集关系到http发送者和接送者采用什么字符集方案解析对方发送的内容。

浏览器端的编码

请求端常规请求方式主要为form、url、ajax、http组件如HttpClient API。
浏览器存在文档编码方案charset的概念，文档的编码方案等同于文档解码方案，它对文档中发生的请求编码会产生影响。
影响form提交数据的编码的因素包括：form的accept-charset属性、html文档的编码方案即 document.charset。其中，form的accept-charset是否能够有效，依赖具体浏览器的实现，有些浏览器并不支持，如IE。文 档编码方案可以通过document.charset来修改。
文档内的url编码，如iframe的src指定的url，以文档编码方案为准，地址栏的url的编码方案完全取决于具体的浏览器实现，通过HttpClient组件发送请求时，url是能任意指定编码方案的。
ajax发送http请求的url编码方式完全取决于浏览器实现，一般支持以文档编码方案来决定，但是数据体统一采用utf-8，另外，虽然 ajax可以指定header在contenttype说明编码方案，但这种做法不会对url、数据体的编码方案产生任何影响，甚至在有些浏览器中，最终 contenttype中的编码描述都无法真正影响。
另外，header的编码方案是iso-8859-1，这个是http规范。

服务端的解码

服务端的httpserver需要解码的对象包括：header、url、数据体。
header解码方案是iso-8859-1。
url解码方案通常称为URIEncoding，一般HttpServer会提供相应设置，标准servlet并不提供该接口。jetty默认utf-8字符集来解码，但其他httpserver如tomcat会默认iso-8859-1。
数据体解码在servlet中可以通过request.setCharacterEncoding来设置。一般的，有些httpserver会以characterEncoding>request请求头字符集>utf-8的优先顺序来决定数据体的解码方案。

服务端的编码

服务端httpserver需要编码的对象是：header、数据体。
header的编码方案同样是iso-8859-1。
通常情况下，服务端必须要指定返回数据体的编码方案且要在header中标注编码方案，否则httpserver一般默认iso-8859-1对输出进行编码，而浏览器也无法得知返回数据体的编码方案，只能自行猜测，完全依赖浏览器自己的实现。
response.setCharacterEncoding的职能是告诉httpserver数据体的编码方案，并不会也不应该影响到 header中的编码方案的标注。response.setContentType会影响到header的编码方案的标注，浏览器根据该标识决定解码方 案。对于一个健全的httpserver来说，在同时通过两个方法指定了数据体编码方案和header编码方案标注的情况下，数据体编码方案应该由后者决 定，这样使浏览器端得到的编码信息和服务端真正编码信息一致。另外，一定要注意的是这两个指定编码方案的方法必须在response创建输出流之前调用， 输出流一旦创建，编码方案无法后期指定。

浏览器端的解码

浏览器端对返回进行解码的对象包括：header、数据体。
header的解码方案是iso-8859-1。
浏览器的数据体解码方案依赖返回信息，浏览器首先从返回头header中查找编码方案标注，如果没有标注，在得知返回内容为html内容的话，将从head的meta标签中读取，如果还没找到，浏览器就不知道如何解码，会消极的选择一种解码方案。
在理论上，推荐html文档在meta中声明编码，且编码的声明一定要在文件开始的1024字节内完成，所以最好在head标签开始时立即声明。
文档中通常都会有一些通过url下载的资源文件，如css和js文件，如果资源文件输出时没有在返回头中指定明确的编码方案，浏览器无法得知编码方案，只能以上面介绍到的文档编码方案来进行解码，这也是浏览器容错的最佳策略。

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