求求你,別在MySQL中使用UTF-8了!

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記得去年我在往 MySQL 存入 emoji 😲😳表情時,一直出錯,沒法導入。後來找到辦法,經過把 utf8 改爲 utf8mb4 就能夠了,當時並無深究。前端


圖片來自 Pexels

一年後,我看到一篇文章講到 emoji 文字佔 4 個字節,一般要用 utf-8 去接收才行,其餘編碼可能會出錯。
java


我忽然想到去年操做 MySQL 把 utf8 改爲 utf8mb4 的事兒。python


嗯?他自己不就是 utf8 編碼麼!那我當時還改個錘子?難道,MySQL 的 utf8 不是真正的 UTF-8 編碼嗎??! 臥槽,這 MySQL 有 Bug!程序員


帶着疑問查詢了不少相關材料,才發現這居然是 MySQL 的一個歷史遺留問題。我笑了,沒想到這麼牛 B 的 MySQL 也會有這段往事。web


報錯回顧面試


將 emoji 文字直接寫入 SQL 中,執行 insert 語句報錯:
INSERT INTO `csjdemo`.`student` (`ID``NAME``SEX``AGE``CLASS``GRADE``HOBBY`
   VALUES ('20''陳哈哈😓''男''20''181班''9年級''看片兒');

[Err1366 - Incorrect string value'\xF0\x9F\x98\x93' for column 'NAME' at row 1


改了數據庫編碼、系統編碼以及表字段的編碼格式→utf8mb4 以後,就能夠了:數據庫

INSERT INTO `student` (`ID``NAME``SEX``AGE``CLASS``GRADE``HOBBY`
   VALUES (null'陳哈哈😓😓''男''20''181班''9年級''看片兒');



MySQL 中 utf8 的趣事小程序


MySQL 的「utf8」實際上不是真正的 UTF-8。
緩存


在 MySQL 中,「utf8」編碼只支持每一個字符最多三個字節,而真正的 UTF-8 是每一個字符最多四個字節。
服務器


在 utf8 編碼中,中文是佔 3 個字節,其餘數字、英文、符號佔一個字節。


但 emoji 符號佔 4 個字節,一些較複雜的文字、繁體字也是 4 個字節。因此致使寫入失敗,應該改爲 utf8mb4。

如上圖中所示,這是編碼改爲 utf8mb4 後入庫的數據,你們能夠清晰的對比一下所佔的字符數、字節數。


正因如此,4 字節的內容往 utf8 編碼中插入,確定是不行的,插不進去啊,是吧(大潘攤手)。

MySQL 一直沒有修復這個 Bug,他們在 2010 年發佈了一個叫做「utf8mb4」的字符集,巧妙的繞過了這個問題。


固然,他們並無對新的字符集廣而告之(多是由於這個 Bug 讓他們以爲很尷尬),以至於如今網絡上仍然在建議開發者使用「utf8」,但這些建議都是錯誤的。


utf8mb4 纔是真正的UTF-8


是的,MySQL 的「utf8mb4」纔是真正的「UTF-8」。


MySQL 的「utf8」是一種「專屬的編碼」,它可以編碼的 Unicode 字符並很少。


在這裏 Mark 一下: 全部在使用「utf8」的 MySQL 和 MariaDB 用戶都應該改用「utf8mb4」,永遠都不要再使用「utf8」。

那麼什麼是編碼?什麼是 UTF-8?咱們都知道,計算機使用 0 和 1 來存儲文本,好比字符「C」被存成「01000011」。


那麼計算機在顯示這個字符時須要通過兩個步驟:

  • 計算機讀取「01000011」,獲得數字 67,由於 67 被編碼成「01000011」。

  • 計算機在 Unicode 字符集中查找 67,找到了「C」。


一樣的:

  • 個人電腦將「C」映射成 Unicode 字符集中的 67。

  • 個人電腦將 67 編碼成「01000011」,併發送給 Web 服務器。


幾乎全部的網絡應用都使用了 Unicode 字符集,由於沒有理由使用其餘字符集。


Unicode 字符集包含了上百萬個字符。最簡單的編碼是 UTF-32,每一個字符使用 32 位。


這樣作最簡單,由於一直以來,計算機將 32 位視爲數字,而計算機最在行的就是處理數字。但問題是,這樣太浪費空間了。


UTF-8 能夠節省空間,在 UTF-8 中,字符「C」只須要 8 位,一些不經常使用的字符,好比「😓」須要 32 位。其餘的字符可能使用 16 位或 24 位。


一篇相似本文這樣的文章,若是使用 UTF-8 編碼,佔用的空間只有 UTF-32 的四分之一左右。


utf8 的簡史


爲何 MySQL 開發者會讓「utf8」失效?咱們或許能夠從 MySQL 版本提交日誌中尋找答案。


MySQL 從 4.1 版本開始支持 UTF-8,也就是 2003 年,而今天使用的 UTF-8 標準(RFC 3629)是隨後纔出現的。


舊版的 UTF-8 標準(RFC 2279)最多支持每一個字符 6 個字節。2002 年 3 月 28 日,MySQL 開發者在第一個 MySQL 4.1 預覽版中使用了 RFC 2279。


同年 9 月,他們對 MySQL 源代碼進行了一次調整:「UTF8 如今最多隻支持 3 個字節的序列」。


是誰提交了這些代碼?他爲何要這樣作?這個問題不得而知。


在遷移到 Git 後(MySQL 最開始使用的是 BitKeeper),MySQL 代碼庫中的不少提交者的名字都丟失了。2003 年 9 月的郵件列表中也找不到能夠解釋這一變動的線索。


不過咱們能夠試着猜想一下:2002 年,MySQL 作出了一個決定:若是用戶能夠保證數據表的每一行都使用相同的字節數,那麼 MySQL 就能夠在性能方面來一個大提高。


爲此,用戶須要將文本列定義爲「CHAR」,每一個「CHAR」列老是擁有相同數量的字符。


若是插入的字符少於定義的數量,MySQL 就會在後面填充空格,若是插入的字符超過了定義的數量,後面超出部分會被截斷。


MySQL 開發者在最開始嘗試 UTF-8 時使用了每一個字符 6 個字節,CHAR(1) 使用 6 個字節,CHAR(2) 使用 12 個字節,並以此類推。


應該說,他們最初的行爲纔是正確的,惋惜這一版本一直沒有發佈。可是文檔上卻這麼寫了,並且廣爲流傳,全部瞭解 UTF-8 的人都認同文檔裏寫的東西。

不過很顯然,MySQL 開發者或廠商擔憂會有用戶作這兩件事:

  • 使用 CHAR 定義列(在如今看來,CHAR 已是老古董了,但在那時,在 MySQL 中使用 CHAR 會更快,不過從 2005 年之後就不是這樣子了)。

  • 將 CHAR 列的編碼設置爲「utf8」。


個人猜想是 MySQL 開發者原本想幫助那些但願在空間和速度上共贏的用戶,但他們搞砸了「utf8」編碼。


因此結果就是沒有贏家。那些但願在空間和速度上共贏的用戶,當他們在使用「utf8」的 CHAR 列時,實際上使用的空間比預期的更大,速度也比預期的慢。


而想要正確性的用戶,當他們使用「utf8」編碼時,卻沒法保存像「😓」這樣的字符,由於「😓」是 4 個字節的。


在這個不合法的字符集發佈了以後,MySQL 就沒法修復它,由於這樣須要要求全部用戶從新構建他們的數據庫。


最終,MySQL 在 2010 年從新發布了「utf8mb4」來支持真正的 UTF-8。


總結


主要是目前網絡上幾乎全部的文章都把 「utf8」 當成是真正的 UTF-8,包括以前我寫的文章以及作的項目(捂臉);所以但願更多的朋友可以看到這篇文章。


相信還有不少跟我在同一條船上的人,這是必然的。


因此,你們之後再搭建 MySQL、MariaDB 數據庫時,記得將數據庫相應編碼都改成 utf8mb4。


終有一天,接你班兒的程序員發或你的領導現這個問題後,必定會在內心默默感到你的技術牛 B。



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