[转载]Java的中文处理学习笔记：Hello Unicode

 
 

不知道你有没有这样的感受：为什么PHP很少有乱码问题而用Java做WEB应用却这么麻烦呢？为什么在Google上能用简体中                                                                                                                              
文查到繁体中文，甚至日文的结果？而且用Google的时候发现它居然能自动根据我使用浏览器的语言选择自动调出中文界面？
很多国际化应用的让我理解了这么一个道理：Unicode是为更方便的做国际化应用设计的，而Java核心的字符是基于UNICODE的，这一机制为应用提供了对中文“字”的控制（而不是字节）。但如果不仔细理解其中的规范，这种自由反而会成为累赘，从而导致更多的乱码问题：

注意：以下说明不是严格定义，一些比喻仅作为方便理解使用。
假设一个字符就是棋盘上的一个棋子，有其固定的坐标，如果需要区别所有的字符，就需要有足够的棋格容纳不同的“字符”。　
英文和欧洲其他语言的单字节字符集(SingleByte Charsets)：
首先对于ISO-8859系列的字符集都想象成一个：2^8 = 16 * 16 = 256个格子的棋盘，这样所有的西文字符（英文）用这样一个16×16的坐标系就基本可以覆盖全了。而英文实际上只用其中小于128(\x80)的部分就够了。利用大于128部分的空间的不同定义规则形成了真对其他欧洲语言的扩展字符集：ISO-8859-2 ISO-8859-4等……
ISO-8859-1
 ISO-8859-7
 其他语言
 
英文 其他西欧字符 
　 ōē
 
 英文 希腊字符
 
　 μγ 
 英文 其他单字节 
　 字符集
 
 

GB2312 BIG5 SJIS等多字节字符集（MultiByte Charsets）：
对于亚洲语言来说：汉字这么多，用这么一个256格的小棋盘肯定放不下，所以要区别成千上万的汉字解决办法就是用2个字节（坐标）来定位一个“字”在棋盘上的位置，将以上规则做一个扩展：
 如果第1个字符是小于128(\x80)的仍和英文字符集编码方式保持兼容；
 如果第1个字符是大于128(\x80)的，就当成是汉字的第1个字节，这个自己和后面紧跟的1个字节组成一个汉字；
其结果相当于在位于128以上的小棋格里每个小棋格又划分出了一个16×16的小棋盘。这样一个棋盘中的格子数（可能容纳的字符数）就变成了128 + 128 * 256。按照类似的方式有了简体中文的GB2312标准，繁体中文的BIG5字符集和日文的SJIS字符集等，GB2312字符集包含大约有六仟多个常用简体汉字。
简体中文
 日文SJIS
 繁体中文
 
英文 简 
 
 体 　 
　 中
 　 
 　 文 
 英文 日 
 
 　 文 
　 　 　 
 　 　 
 英文 
 
 
 　 繁 
　 　 体
 
 中 文 
 

由此可以看出，所有这些从ASCII扩展式的编码方式中：英文部分都是兼容的，但扩展部分的编码方式是不兼容的，虽然很多字在3种体系中写法一致（比如“中文”这2个字）但在相应字符集中的坐标不一致，所以GB2312编写的页面用BIG5看就变得面目全非了。而且有时候经常在浏览其他非英语国家的页面时（比如包含有德语的人名时）经常出现奇怪的汉字，其实就是扩展位的编码冲突造成的。
我把GBK和GB18030理解成一个小UNICODE：GBK字符集是GB2312的扩展(K)，GBK里大约有贰万玖仟多个字符，除了保持和GB2312兼容外，繁体中文字，甚至连日文的假名字符也能显示。而GB18030-2000则是一个更复杂的字符集，采用变长字节的编码方式，能够支持更多的字符。关于汉字的编码方式比较详细的定义规范可以参考：
http://www.unihan.com.cn/cjk/ana17.htm
ASCII（英文） ==> 西欧文字 ==> 东欧字符集（俄文，希腊语等） ==> 东亚字符集（GB2312 BIG5 SJIS等）==> 扩展字符集GBK GB18030这个发展过程基本上也反映了字符集标准的发展过程，但这么随着时间的推移，尤其是互联网让跨语言的信息的交互变得越来越多的时候，太多多针对本地语言的编码标准的出现导致一个应用程序的国际化变得成本非常高。尤其是你要编写一个同时包含法文和简体中文的文档，这时候一般都会想到要是用一个通用的字符集能够显示所有语言的所有文字就好了，而且这样做应用也能够比较方便的国际化，为了达到这个目标，即使应用牺牲一些空间和程序效率也是非常值得的。UNICODE就是这样一个通用的解决方案。
UNICODE双字节字符集
所以你可以把UNICODE想象成这样：让所有的字符（包括英文）都用2个字节（2个8位）表示，这样就有了一个2^(8*2) = 256 * 256 = 65536个格子的大棋盘。在这个棋盘中，这样中（简繁）日韩（还包括越南）文字作为CJK字符集都放在一定的区位内，为了减少重复，各种语言中写法一样的字共享一个“棋格”。详细的区位见附录A
Unicode：(DoubleByte Charsets)
西 C中 　 其 
欧 J日 　 它 
英 K韩 　 语 
文 　 　 言 

　
什么还要有UTF-8？毕竟互联网70％以上的信息仍然是英文。如果连英文都用2个字节存取(UCS-2)，空间浪费不就太多了？所谓UTF-8就是这样一个为了提高英文存取效率的字符集转换格式：Unicode Transformation Form 8-bit form。用UTF-8，UNICODE的2字节字符用变长个（1－3个字节）表示：
 对英文，仍然和ASCII一样用1个字节表示，这个字节的值小于128(\x80)；
 对其他语言的用一个值位于128-256之间的字节开始，再加后面紧跟的2个字节表示，一个字符一共是3个字节；
因此，在应用中程序处理过程中所有字符都是16位（双字节），但在存取转换成字节流时使用UTF-8格式转换，对于英文字符来说和原来用ASCII方式存取时相比大小仍然是一样的，而对中文来说和原来的GB2312编码方式相比，大小为：(3字节/2字节)=1.5倍
小节：
假设英文字符集是一个16×16的棋盘，么其他语言的字符集就是把高位区重新分割的(> 128)的中等棋盘，多种字符集之间互不兼容而UNICODE本身就相当于一个256×256的大棋盘，通过一定规则将英文和其他所有语言的字符都包含在内。

 
为了了解Java应用的编码处理的机制，首先要了解操作系统对JVM缺省编码方式的影响，因此我做了一个Env.java，用于打印显示不同系统下JVM的属性和系统支持的LOCALE。程序很简单：
/*
 * Copyright (c) 2002 Email: chedongATbigfoot.com/chedongATchedong.com
 * $Id: hello_unicode.html,v 1.6 2003/11/09 07:57:11 chedong Exp $
 */

import java.util.*;
import java.text.*;

/**
 * 目的：
 *     显示环境变量和JVM的缺省属性
 * 输入：无
 * 输出：
 *     1 支持的LOCALE
 *     2 JVM的缺省属性
 */

public class Env {
    /**
     *  main entrance
     */
    public static void main(String[] args) {
    
        System.out.println("Hello, it's: " +  new Date());

        //print available locales
        Locale list[] = DateFormat.getAvailableLocales();
        System.out.println("======System available locales:======== ");
        for (int i = 0; i < list.length; i++) {
            System.out.println(list[i].toString() + "\t" + list[i].getDisplayName());
        }

        //print JVM default properties
        System.out.println("======System property======== ");
        System.getProperties().list(System.out);
    }
}
最需要注意的是JVM的file.encoding属性，这个属性确定了JVM的缺省的编码/解码方式：从而影响应用中所有字节流==>字符流的解码方式 ，字符流==>字节流的编码方式。
    LINUX下的LOCALE可以通过 LANG=zh_CN; LC_ALL=zh_CN.GBK; export LANG LC_ALL 设置。locale 命令可以显示系统当前的环境设置
    Windows的LOCALE可以通过 控制面板==>区域设置 设置实现
GNU/Linux 2.4.x (J2SE1.3.1)
LANG=en_US LC_ALL=en_US GNU/Linux 2.4.x (J2SE1.3.1)
LANG=zh_CN LC_ALL=zh_CN.GBK Windows 2000(J2SE1.3.0) 
区域设置:中国  中文 Windows 2000(J2SE1.3.0) 
区域设置:英国 英文 
Hello, it's: Tue Jul 30 11:05:44 CST 2002
======System available locales:========
en English
en_US English (United States)
ar Arabic
ar_AE Arabic (United Arab Emirates)
ar_BH Arabic (Bahrain)
ar_DZ Arabic (Algeria)
ar_EG Arabic (Egypt)
ar_IQ Arabic (Iraq)
ar_JO Arabic (Jordan)
ar_KW Arabic (Kuwait)
ar_LB Arabic (Lebanon)
ar_LY Arabic (Libya)
ar_MA Arabic (Morocco)
ar_OM Arabic (Oman)
ar_QA Arabic (Qatar)
ar_SA Arabic (Saudi Arabia)
ar_SD Arabic (Sudan)
ar_SY Arabic (Syria)
ar_TN Arabic (Tunisia)
ar_YE Arabic (Yemen)
be Byelorussian
be_BY Byelorussian (Belarus)
bg Bulgarian
bg_BG Bulgarian (Bulgaria)
ca Catalan
ca_ES Catalan (Spain)
ca_ES_EURO Catalan (Spain,Euro)
cs Czech
cs_CZ Czech (Czech Republic)
da Danish
da_DK Danish (Denmark)
de German
de_AT German (Austria)
de_AT_EURO German (Austria,Euro)
de_CH German (Switzerland)
de_DE German (Germany)
de_DE_EURO German (Germany,Euro)
de_LU German (Luxembourg)
de_LU_EURO German (Luxembourg,Euro)
el Greek
el_GR Greek (Greece)
en_AU English (Australia)
en_CA English (Canada)
en_GB English (United Kingdom)
en_IE English (Ireland)
en_IE_EURO English (Ireland,Euro)
en_NZ English (New Zealand)
en_ZA English (South Africa)
es Spanish
es_BO Spanish (Bolivia)
es_AR Spanish (Argentina)
es_CL Spanish (Chile)
es_CO Spanish (Colombia)
es_CR Spanish (Costa Rica)
es_DO Spanish (Dominican Republic)
es_EC Spanish (Ecuador)
es_ES Spanish (Spain)
es_ES_EURO Spanish (Spain,Euro)
es_GT Spanish (Guatemala)
es_HN Spanish (Honduras)
es_MX Spanish (Mexico)
es_NI Spanish (Nicaragua)
et Estonian
es_PA Spanish (Panama)
es_PE Spanish (Peru)
es_PR Spanish (Puerto Rico)
es_PY Spanish (Paraguay)
es_SV Spanish (El Salvador)
es_UY Spanish (Uruguay)
es_VE Spanish (Venezuela)
et_EE Estonian (Estonia)
fi Finnish
fi_FI Finnish (Finland)
fi_FI_EURO Finnish (Finland,Euro)
fr French
fr_BE French (Belgium)
fr_BE_EURO French (Belgium,Euro)
fr_CA French (Canada)
fr_CH French (Switzerland)
fr_FR French (France)
fr_FR_EURO French (France,Euro)
fr_LU French (Luxembourg)
fr_LU_EURO French (Luxembourg,Euro)
hr Croatian
hr_HR Croatian (Croatia)
hu Hungarian
hu_HU Hungarian (Hungary)
is Icelandic
is_IS Icelandic (Iceland)
it Italian
it_CH Italian (Switzerland)
it_IT Italian (Italy)
it_IT_EURO Italian (Italy,Euro)
iw Hebrew
iw_IL Hebrew (Israel)
ja Japanese
ja_JP Japanese (Japan)
ko Korean
ko_KR Korean (South Korea)
lt Lithuanian
lt_LT Lithuanian (Lithuania)
lv Latvian (Lettish)
lv_LV Latvian (Lettish) (Latvia)
mk Macedonian
mk_MK Macedonian (Macedonia)
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nl_BE Dutch (Belgium)
nl_BE_EURO Dutch (Belgium,Euro)
nl_NL Dutch (Netherlands)
nl_NL_EURO Dutch (Netherlands,Euro)
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no_NO Norwegian (Norway)
no_NO_NY Norwegian (Norway,Nynorsk)
pl Polish
pl_PL Polish (Poland)
pt Portuguese
pt_BR Portuguese (Brazil)
pt_PT Portuguese (Portugal)
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ro Romanian
ro_RO Romanian (Romania)
ru Russian
ru_RU Russian (Russia)
sh Serbo-Croatian
sh_YU Serbo-Croatian (Yugoslavia)
sk Slovak
sk_SK Slovak (Slovakia)
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sl_SI Slovenian (Slovenia)
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sq_AL Albanian (Albania)
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sr_YU Serbian (Yugoslavia)
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sv_SE Swedish (Sweden)
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th_TH Thai (Thailand)
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tr_TR Turkish (Turkey)
uk Ukrainian
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zh_CN Chinese (China)
zh_HK Chinese (Hong Kong)
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======System property========
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     Hello, it's: Tue Jul 30 11:07:34 CST 2002
======System available locales:========
en 英文
en_US 英文 (美国)
ar 阿拉伯文
ar_AE 阿拉伯文 (阿拉伯联合酋长国)
ar_BH 阿拉伯文 (巴林)
ar_DZ 阿拉伯文 (阿尔及利亚)
ar_EG 阿拉伯文 (埃及)
ar_IQ 阿拉伯文 (伊拉克)
ar_JO 阿拉伯文 (约旦)
ar_KW 阿拉伯文 (科威特)
ar_LB 阿拉伯文 (黎巴嫩)
ar_LY 阿拉伯文 (利比亚)
ar_MA 阿拉伯文 (摩洛哥)
ar_OM 阿拉伯文 (阿曼)
ar_QA 阿拉伯文 (卡塔尔)
ar_SA 阿拉伯文 (沙特阿拉伯)
ar_SD 阿拉伯文 (苏丹)
ar_SY 阿拉伯文 (叙利亚)
ar_TN 阿拉伯文 (突尼斯)
ar_YE 阿拉伯文 (也门)
be 白俄罗斯文
be_BY 白俄罗斯文 (白俄罗斯)
bg 保加利亚文
bg_BG 保加利亚文 (保加利亚)
ca 加泰罗尼亚文
ca_ES 加泰罗尼亚文 (西班牙)
ca_ES_EURO 加泰罗尼亚文 (西班牙,Euro)
cs 捷克文
cs_CZ 捷克文 (捷克共和国)
da 丹麦文
da_DK 丹麦文 (丹麦)
de 德文
de_AT 德文 (奥地利)
de_AT_EURO 德文 (奥地利,Euro)
de_CH 德文 (瑞士)
de_DE 德文 (德国)
de_DE_EURO 德文 (德国,Euro)
de_LU 德文 (卢森堡)
de_LU_EURO 德文 (卢森堡,Euro)
el 希腊文
el_GR 希腊文 (希腊)
en_AU 英文 (澳大利亚)
en_CA 英文 (加拿大)
en_GB 英文 (英国)
en_IE 英文 (爱尔兰)
en_IE_EURO 英文 (爱尔兰,Euro)
en_NZ 英文 (新西兰)
en_ZA 英文 (南非)
es 西班牙文
es_BO 西班牙文 (玻利维亚)
es_AR 西班牙文 (阿根廷)
es_CL 西班牙文 (智利)
es_CO 西班牙文 (哥伦比亚)
es_CR 西班牙文 (哥斯达黎加)
es_DO 西班牙文 (多米尼加共和国)
es_EC 西班牙文 (厄瓜多尔)
es_ES 西班牙文 (西班牙)
es_ES_EURO 西班牙文 (西班牙,Euro)
es_GT 西班牙文 (危地马拉)
es_HN 西班牙文 (洪都拉斯)
es_MX 西班牙文 (墨西哥)
es_NI 西班牙文 (尼加拉瓜)
et 爱沙尼亚文
es_PA 西班牙文 (巴拿马)
es_PE 西班牙文 (秘鲁)
es_PR 西班牙文 (波多黎哥)
es_PY 西班牙文 (巴拉圭)
es_SV 西班牙文 (萨尔瓦多)
es_UY 西班牙文 (乌拉圭)
es_VE 西班牙文 (委内瑞拉)
et_EE 爱沙尼亚文 (爱沙尼亚)
fi 芬兰文
fi_FI 芬兰文 (芬兰)
fi_FI_EURO 芬兰文 (芬兰,Euro)
fr 法文
fr_BE 法文 (比利时)
fr_BE_EURO 法文 (比利时,Euro)
fr_CA 法文 (加拿大)
fr_CH 法文 (瑞士)
fr_FR 法文 (法国)
fr_FR_EURO 法文 (法国,Euro)
fr_LU 法文 (卢森堡)
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hr 克罗地亚文
hr_HR 克罗地亚文 (克罗地亚)
hu 匈牙利文
hu_HU 匈牙利文 (匈牙利)
is 冰岛文
is_IS 冰岛文 (冰岛)
it 意大利文
it_CH 意大利文 (瑞士)
it_IT 意大利文 (意大利)
it_IT_EURO 意大利文 (意大利,Euro)
iw 希伯来文
iw_IL 希伯来文 (以色列)
ja 日文
ja_JP 日文 (日本)
ko 朝鲜文
ko_KR 朝鲜文 (南朝鲜)
lt 立陶宛文
lt_LT 立陶宛文 (立陶宛)
lv 拉托维亚文(列托)
lv_LV 拉托维亚文(列托) (拉脱维亚)
mk 马其顿文
mk_MK 马其顿文 (马其顿王国)
nl 荷兰文
nl_BE 荷兰文 (比利时)
nl_BE_EURO 荷兰文 (比利时,Euro)
nl_NL 荷兰文 (荷兰)
nl_NL_EURO 荷兰文 (荷兰,Euro)
no 挪威文
no_NO 挪威文 (挪威)
no_NO_NY 挪威文 (挪威,Nynorsk)
pl 波兰文
pl_PL 波兰文 (波兰)
pt 葡萄牙文
pt_BR 葡萄牙文 (巴西)
pt_PT 葡萄牙文 (葡萄牙)
pt_PT_EURO 葡萄牙文 (葡萄牙,Euro)
ro 罗马尼亚文
ro_RO 罗马尼亚文 (罗马尼亚)
ru 俄文
ru_RU 俄文 (俄罗斯)
sh 塞波尼斯-克罗地亚文
sh_YU 塞波尼斯-克罗地亚文 (南斯拉夫)
sk 斯洛伐克文
sk_SK 斯洛伐克文 (斯洛伐克)
sl 斯洛文尼亚文
sl_SI 斯洛文尼亚文 (斯洛文尼亚)
sq 阿尔巴尼亚文
sq_AL 阿尔巴尼亚文 (阿尔巴尼亚)
sr 塞尔维亚文
sr_YU 塞尔维亚文 (南斯拉夫)
sv 瑞典文
sv_SE 瑞典文 (瑞典)
th 泰文
th_TH 泰文 (泰国)
tr 土耳其文
tr_TR 土耳其文 (土耳其)
uk 乌克兰文
uk_UA 乌克兰文 (乌克兰)
zh 中文
zh_CN 中文 (中国)
zh_HK 中文 (香港)
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       Hello, it's: Tue Jul 30 11:49:36 CST 2002
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en_NZ English (New Zealand)
en_ZA English (South Africa)
es Spanish
es_AR Spanish (Argentina)
es_BO Spanish (Bolivia)
es_CL Spanish (Chile)
es_CO Spanish (Colombia)
es_CR Spanish (Costa Rica)
es_DO Spanish (Dominican Republic)
es_EC Spanish (Ecuador)
es_ES Spanish (Spain)
es_ES_EURO Spanish (Spain,Euro)
es_GT Spanish (Guatemala)
es_HN Spanish (Honduras)
es_MX Spanish (Mexico)
es_NI Spanish (Nicaragua)
es_PA Spanish (Panama)
es_PE Spanish (Peru)
es_PR Spanish (Puerto Rico)
es_PY Spanish (Paraguay)
es_SV Spanish (El Salvador)
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et_EE Estonian (Estonia)
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fr_FR French (France)
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hu_HU Hungarian (Hungary)
is Icelandic
is_IS Icelandic (Iceland)
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it_IT Italian (Italy)
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iw_IL Hebrew (Israel)
ja Japanese
ja_JP Japanese (Japan)
ko 韩文
ko_KR 韩文 (大韩民国)
lt Lithuanian
lt_LT Lithuanian (Lithuania)
lv Latvian (Lettish)
lv_LV Latvian (Lettish) (Latvia)
mk Macedonian
mk_MK Macedonian (Macedonia)
nl Dutch
nl_BE Dutch (Belgium)
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nl_NL Dutch (Netherlands)
nl_NL_EURO Dutch (Netherlands,Euro)
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no_NO Norwegian (Norway)
no_NO_NY Norwegian (Norway,Nynorsk)
pl Polish
pl_PL Polish (Poland)
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pt_BR Portuguese (Brazil)
pt_PT Portuguese (Portugal)
pt_PT_EURO Portuguese (Portugal,Euro)
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ro_RO Romanian (Romania)
ru Russian
ru_RU Russian (Russia)
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sh_YU Serbo-Croatian (Yugoslavia)
sk Slovak
sk_SK Slovak (Slovakia)
sl Slovenian
sl_SI Slovenian (Slovenia)
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sq_AL Albanian (Albania)
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sv Swedish
sv_SE Swedish (Sweden)
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th_TH Thai (Thailand)
tr Turkish
tr_TR Turkish (Turkey)
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zh_CN 中文 (中华人民共和国)
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======System property========
-- listing properties --
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java.vm.vendor=Sun Microsystems Inc.
java.vendor.url=http://java.sun.com/
path.separator=;
java.vm.name=Java HotSpot(TM) Client VM
file.encoding.pkg=sun.io
java.vm.specification.name=Java Virtual Machine Specification
user.dir=D:\java\src\char_test
java.runtime.version=1.3.0_02
java.awt.graphicsenv=sun.awt.Win32GraphicsEnvironment
os.arch=x86
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结论1：
JVM的缺省编码方式由系统的“本地语言环境”设置确定，和操作系统的类型无关。所以当设置成相同的LOCALE时，Linux和Windows下的缺省编码方式是没有区别的（可以认为cp1252=ISO-8859-1都是一样的西文编码方式，只包含255以下的拉丁字符），因此后面的测试2我只列出了GNU/Linux下LOCALE分别设置成zh_CN和en_US的测试结果输出。以下测试如果在Windows下分别按照不同的区域和字符集设置后试验的输出是一样的。