Java 选 UTF-16 原因

在 Java 中使用 UTF-16 而不是 UTF-8 主要有以下几个原因：

一、历史背景和兼容性考虑

Java 诞生于上世纪 90 年代，当时 Unicode 主要以 16 位编码为主，UTF-16 能更好地与早期的 Unicode 版本兼容。Java 在设计之初选择 UTF-16 编码可以更方便地处理当时主流的字符集，确保与已有的软件系统和数据格式有较好的互操作性。

二、字符处理效率

1. 快速随机访问：UTF-16 对于处理单个字符的随机访问非常高效。在 Java 中，字符串操作经常涉及到随机访问字符，例如获取特定位置的字符、截取子字符串等。由于 UTF-16 中每个字符占用固定的 16 位或 32 位（对于补充字符），可以快速计算出字符在字符串中的位置，而 UTF-8 中字符长度不固定，进行随机访问时需要更多的计算和遍历。

2. 字符串操作性能：Java 的字符串操作在 UTF-16 编码下可以更高效地执行。例如，字符串连接、比较等操作在固定长度的编码下可以更简单地实现，并且可以利用硬件的优化，提高执行速度。

三、国际化支持

1. 广泛的字符覆盖：虽然 UTF-8 也能表示几乎所有的 Unicode 字符，但 UTF-16 在处理一些复杂的字符集，特别是亚洲语言的字符时，可能会更加直观和方便。对于那些需要频繁处理多种语言文本的应用程序，UTF-16 可以提供更直接的支持。

2. 与其他系统的交互：在与一些使用 UTF-16 编码的外部系统进行交互时，Java 使用 UTF-16 可以减少编码转换的开销。例如，与 Windows 系统的交互，Windows 内部广泛使用 UTF-16 编码。

四、性能与空间的权衡

1. 内存占用并非唯一考量：虽然 UTF-8 通常在存储纯 ASCII 字符时更节省内存，但在实际应用中，字符串的长度和内容是多种多样的。对于包含大量非 ASCII 字符的字符串，UTF-16 和 UTF-8 的内存占用差异可能并不像想象中那么大。而且，现代计算机系统通常拥有足够的内存资源，对于大多数应用程序来说，UTF-16 带来的性能优势可能超过了其在内存占用方面的劣势。

2. 缓存友好性：UTF-16 的固定长度编码特性可能使其在某些情况下更符合计算机硬件的缓存机制。数据在内存中的布局更加规整，有助于提高缓存命中率，从而提高程序的整体性能。

综上所述，Java 选择使用 UTF-16 编码是在历史背景、性能需求、国际化支持等多方面因素综合考虑的结果。虽然 UTF-8 在某些方面具有优势，但 UTF-16 在 Java 环境中对于字符处理的高效性和与其他系统的兼容性使其成为一个合理的选择。