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HTML5标准学习-编码详解

黄舟

Mar 21, 2017 pm 03:14 PM

相信每一个前端工程师都或多或少遇上过“乱码”这位仁兄，无论你的基础有多么扎实，在生产的过程中都免不了偶尔和“乱码”兄弟喝上几杯茶吧。作为一个前端工程师，你是如何指定一个页面的编码的呢？你知道浏览器是怎么识别编码的吗？

首先，一个很简单的例子，用遇简的HTML页面来看看各浏览器下有什么不同：

<!DOCTYPE html>

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最简HTML，<head>和<body>都没有内容，服务器也不给出具体的编码声明，直接从本地打开，各个浏览器下查看页面的编码：

浏览器	显示编码	备注
IE6	UTF-8
IE8	UTF-8
IE9	GB2312	系统默认字符集
Firefox3.5	GBK2312	系统默认字符集
Firefox4.0	ISO-8859-1	西欧语言，英语默认编码
Chrome	GBK	系统默认字符集
Opera	中文-自动检测	应该也是GB2312

从表格中可以看出，对于没有使用任何手段声明编码的页面，各浏览器有着不同的解析。当然在最简的页面中，无论用什么编码（当然前提是ASCII的超集）都没有影响，但足以表现出正确设置编码的重要性。

编码声明

HTML4和HTML5分别采用了一个章节来阐述编码声明的方法，可以点击这里查看HTML4的相关章节或点击这里查看HTML5的相关章节。

首先，何为编码？编码即是通过一定的方式，指定浏览器（或称用户代理）以一种特殊的算法来解析字节流，以得到真正正确的内容。在HTML的标准中，编码可以使用别名来表示。编码的别名来自于IANA的定义，只有在该列表中出现的编码才可以被浏览器识别。因此如果把UTF-8写成UTF8，浏览器就有可能完全不予理睬。另外，编码别名是大小写不敏感的。

在HTML4中，提出有3种方法指定页面的编码，根据优先级高低依次是：

HTTP头里的Content-Type字段后跟随字符集。
使用<meta http-equiv="Content-Type">标签来声明。
对于部分外部资源，如<script>标签加载的js文件，可以通过标签上的charset属性声明。

这个自然没有什么疑问，需要注意的是，通过<meta http-equiv="Content-Type">标签来声明页面的话，当浏览器遇上该标签时，如果发现自己使用的编码与标签声明的不符，是会回到头里重新解析页面的。这会导致页面的一部分被重新解析，因此如果试图使用标签的方式声明编码的话，建议将标签尽可能地写在前面。一个最佳实践是写在<head>标签之后，任何其他标签之前。关于这一点，Google PageSpeed也有相应的介绍。

时代演进

但是随着时间的推移，开发者渐渐发现了一件事。就如同DOCTYPE的最简声明一样，其实浏览器在读取<meta>标签的编码的时候，并不是严格地按照标准进行的。总而言之，由于在HTML的解析阶段，基于在Tokenizer阶段之前就必须确定好页面的编码，因此浏览器不可能像分析DOM树一样，在DOM树构建的时候再分解<meta>标签的结构，取出其中的http-equiv和content属性，再确定编码。

现实中，浏览器做了一件非常简单的事，来读取<meta>标签定义的编码：

确定这是一个<meta>标签，这根据HTML解析的状态机，由"<"字符加上"meta"字符串就能确定。
查找该字符串（此处还没有标签的概念，只是个字符串），找到一个子字符串"charset"。
再向后读，忽略掉所有的空格字符，找到第一个有意义的字符c。

如果c不是"="这个字符，则回到第2步继续找。
如果c是"="这个字符，继续向下走。

再跳掉所有的空格字符和单引号、双引号等，向后扫描，直到遇上单引号、双引号、空格字符、结束标签等不应该出现的字符为上，截取其中扫描得出的字符串s。
分析s，得到编码别名。

从上面的算法，不难发现，下面几种写法，其实都能让浏览器正确地识别出编码：

<meta http-equiv="Cotnent-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
<meta charset="utf-8" />
<meta charset=utf-8 />
……以及其他很多古怪的写法。

于是，随着历史的推进，终于有一天，各浏览器厂商们坐在了一起，开始讨论这个问题……最终他们惊奇地发现各自的实现非常相似（也许根本就是相互借鉴），所以他们决定将这种方式变成一个标准……最后，再经过漫长的讨论，HTML5中广为人爱的编码声明方式就诞生了。在HTML5中，称其为“meta charset元素”，其最简形式如下：

<meta charset=utf-8>

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当然这是HTML的语法，如果遵从XHTML并觉得XHTML更加亲切地话，写成<meta charset="utf-8" />也是没问题的。

而前文所述的具体获取编码的算法也被详细地记录在案，可以在这里看到。

到了HTML5时代，标准再次对编码的声明方式做了修正和细化，总得来说有以下的区别：

HTML5允许使用BOM来决定编码，但仅支持UTF-16的BOM（即U+FEFF），且没有说明BOM指定编码的优先级如何。
HTML5添加了meta charset标签。
HTML5规定如果一个页面没有指定编码，则使用ASCII作为其编码，而HTML4则规定浏览器可以根据所处的环境自行选择。

其他杂项

除了编码的基本声明方式外，标准中还有不少需要注意的细节：

如果使用<meta>标签声明编码的话，该编码只能是ASCII的超集编码。可以简单地认为ASCII超集就是支持ASCII的256个字符的编码。
HTML5非常推荐使用UTF-8编码。
标准中提出不要使用UTF-32、JIS_C6226-1983、JIS_X0212-1990、HZ-GB-2312、JOHAB等字符集，并禁止使用CESU-8、UTF-7、BOCU-1和SCSU字符集。但事实上浏览器却至少能识别UTF-7。
对于想要严格遵守XHTML的开发者，应当使用XML声明来指定编码，即<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no" ?>。但是这个在IE6下会影响到DOCTYPE，所以开发者也不得在这一点上给予妥协，乖乖地去用HTML的声明方式。
关于现实中各编码声明方式的优先级，以及一些其他需要注意的细节，这篇文章值得一读。