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      首頁 運維干貨MySQL中的 utf8 并不是真正的UTF-8編碼 ! !

      MySQL中的 utf8 并不是真正的UTF-8編碼 ! !

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      一、報錯回顧

      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');
      

      [Err] 1366 – 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 之后,就可以了:

      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中的 utf8 并不是真正的UTF-8編碼 ! !插圖

      二、MySQL中utf8的趣事

      MySQL 的“utf8”實際上不是真正的 UTF-8。

      在MySQL中,“utf8”編碼只支持每個字符最多三個字節,而真正的 UTF-8 是每個字符最多四個字節。

      在utf8編碼中,中文是占3個字節,其他數字、英文、符號占一個字節。

      但emoji符號占4個字節,一些較復雜的文字、繁體字也是4個字節。所以導致寫入失敗,應該改成utf8mb4。

      MySQL中的 utf8 并不是真正的UTF-8編碼 ! !插圖1

      如上圖中所示,這是編碼改成utf8mb4后入庫的數據,大家可以清晰的對比一下所占的字符數、字節數。正因如此,4字節的內容往utf8編碼中插入,肯定是不行的,插不進去啊,是吧。

      MySQL中的 utf8 并不是真正的UTF-8編碼 ! !插圖2

      MySQL 一直沒有修復這個 bug,他們在 2010 年發布了一個叫作“utf8mb4”的字符集,巧妙的繞過了這個問題。

      當然,他們并沒有對新的字符集廣而告之(可能是因為這個 bug 讓他們覺得很尷尬),以致于現在網絡上仍然在建議開發者使用“utf8”,但這些建議都是錯誤的。

      1. utf8mb4 才是真正的UTF-8

      是的,MySQL 的“utf8mb4”才是真正的“UTF-8”。

      MySQL 的“utf8”是一種“專屬的編碼”,它能夠編碼的 Unicode 字符并不多。

      在這里Mark一下:所有在使用“utf8”的 MySQL 和 MariaDB 用戶都應該改用“utf8mb4”,永遠都不要再使用“utf8”。

      那么什么是編碼?什么是 UTF-8?

      我們都知道,計算機使用 0 和 1 來存儲文本。比如字符“C”被存成“01000011”,那么計算機在顯示這個字符時需要經過兩個步驟:

      1. 計算機讀取“01000011”,得到數字 67,因為 67 被編碼成“01000011”。
      2. 計算機在 Unicode 字符集中查找 67,找到了“C”。

      同樣的:

      1. 我的電腦將“C”映射成 Unicode 字符集中的 67。
      2. 我的電腦將 67 編碼成“01000011”,并發送給 Web 服務器。

      幾乎所有的網絡應用都使用了 Unicode 字符集,因為沒有理由使用其他字符集。

      Unicode 字符集包含了上百萬個字符。最簡單的編碼是 UTF-32,每個字符使用 32 位。這樣做最簡單,因為一直以來,計算機將 32 位視為數字,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 可以節省空間,在 UTF-8 中,字符“C”只需要 8 位,一些不常用的字符,比如“??”需要 32 位。其他的字符可能使用 16 位或 24 位。一篇類似本文這樣的文章,如果使用 UTF-8 編碼,占用的空間只有 UTF-32 的四分之一左右。

      2. utf8 的簡史

      為什么 MySQL 開發者會讓“utf8”失效?我們或許可以從MySQL版本提交日志中尋找答案。

      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)是隨后才出現的。

      舊版的 UTF-8 標準(RFC 2279)最多支持每個字符 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 現在最多只支持 3 個字節的序列”。

      是誰提交了這些代碼?他為什么要這樣做?這個問題不得而知。在遷移到 Git 后(MySQL 最開始使用的是 BitKeeper),MySQL 代碼庫中的很多提交者的名字都丟失了。2003 年 9 月的郵件列表中也找不到可以解釋這一變更的線索。

      不過我們可以試著猜測一下:

      2002年,MySQL做出了一個決定:如果用戶可以保證數據表的每一行都使用相同的字節數,那么 MySQL 就可以在性能方面來一個大提升。為此,用戶需要將文本列定義為“CHAR”,每個“CHAR”列總是擁有相同數量的字符。如果插入的字符少于定義的數量,MySQL 就會在后面填充空格,如果插入的字符超過了定義的數量,后面超出部分會被截斷。

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

      應該說,他們最初的行為才是正確的,可惜這一版本一直沒有發布。但是文檔上卻這么寫了,而且廣為流傳,所有了解 UTF-8 的人都認同文檔里寫的東西。

      不過很顯然,MySQL 開發者或廠商擔心會有用戶做這兩件事:

      • 使用 CHAR 定義列(在現在看來,CHAR 已經是老古董了,但在那時,在 MySQL 中使用 CHAR 會更快,不過從 2005 年以后就不是這樣子了)。
      • 將 CHAR 列的編碼設置為“utf8”。

      我的猜測是 MySQL 開發者本來想幫助那些希望在空間和速度上雙贏的用戶,但他們搞砸了“utf8”編碼。

      所以結果就是沒有贏家。那些希望在空間和速度上雙贏的用戶,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,卻無法保存像“??”這樣的字符,因為“??”是4個字節的。

      在這個不合法的字符集發布了之后,MySQL 就無法修復它,因為這樣需要要求所有用戶重新構建他們的數據庫。最終,MySQL 在 2010 年重新發布了“utf8mb4”來支持真正的 UTF-8。

      三、總結

      主要是目前網絡上幾乎所有的文章都把 “utf8” 當成是真正的 UTF-8,包括之前我寫的文章以及做的項目(捂臉);因此希望更多的朋友能夠看到這篇文章。

      相信還有很多跟我在同一條船上的人,這是必然的。

      所以,大家以后再搭建MySQL、MariaDB數據庫時,記得將數據庫相應編碼都改為utf8mb4。終有一天,接你班兒的程序員發或你的領導現這個問題后,一定會在心里默默感到你的技術牛B。

      鏈接:https://blog.csdn.net/qq_39390545/article/details/106946166

      (版權歸原作者所有,侵刪)

      本文鏈接:http://www.abandonstatusquo.com/42842.html

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