用MySQL的朋友们请不要使用"utf8",请使用"utf8mb4"

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用MySQL的朋友们请不要使用"utf8",请使用"utf8mb4"

今天我试图把UTF-8编码的字符串插入使用“utf8”编码的MariaDB数据库中,Rails抛出一个古怪的异常:

Incorrect string value: ‘\xF0\x9F\x98\x83 <…’ for column ‘summary’ at row 1

我用的是 UTF-8 编码的客户端,服务器也是 UTF-8 编码的,数据库也是,就连要保存的这个字符串 "😃 ..." 也是合法的 UTF-8。

问题的症结在于,MySQL 的 "utf8" 实际上不是真正的 UTF-8。

MySQL中的“utf8”编码

MySQL 中的 “utf8” 编码每个字符最大只支持3字节。真正的大家正在使用的 UTF-8 编码,每个字符最大支持4字节。

MySQL 一直没有修复这个 bug,他们在 2010 年发布了一个叫作 "utf8mb4" 的字符集,绕过了这个问题。

当然,他们并没有对新的字符集广而告之(可能是因为这个 bug 让他们觉得很尴尬),以致于现在网络上仍然在建议开发者使用 "utf8",但这些建议都是错误的。

简单的说:

MySQL 中的 “utf8mb4” 才是 真正意义上的 “UTF-8”。

MySQL 中的 “utf8” 是个 “特殊的字符编码”。这种编码很多 Unicode 字符保存不了。

我强烈建议 MySQL 和 MariaDB 用户使用 “utf8mb4” 而不是 “utf8”。

什么是编码?什么是 UTF-8?

我们都知道,计算机使用 0 和 1 来存储文本。比如字符 "C",被存成"01000011",那么计算机在显示这个字符时需要经过两个步骤:

  1. 计算机读取 "01000011",得到数字 67,因为 67 被编码成 "01000011"。

  2. 计算机在 Unicode 字符集中查找 67,找到了 "C"。

同样的:

  1. 我的电脑将 "C" 映射成 Unicode 字符集中的 67。

  2. 我的电脑将 67 编码成 "01000011",并发送给 Web 服务器。

几乎所有的网络应用都使用了 Unicode 字符集,因为没有理由使用其他字符集。Unicode 字符集包含了上百万个字符。最简单的编码是 UTF-32,每个字符使用 32 位。这样做最简单,但问题是,这样太浪费空间了。

UTF-8 可以节省空间,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。一篇类似本文这样的文章,如果使用 UTF-8 编码,占用的空间只有 UTF-32 的四分之一左右。

MySQL 的 "utf8" 字符集与其他程序不兼容,它所谓的“💩”,可能真的是一坨......

一点关于MySQL的历史

为什么MySQL开发了一个奇怪的“utf8”。我们或许可以从提交日志中寻找答案。

MySQL 从 4.1 版本开始支持 UTF-8,也就是 2003 年,而今天使用的 UTF-8 标准(RFC 3629)是随后才出现的。 旧版的 UTF-8 标准(RFC 2279)最多支持每个字符 6 个字节。

2002 年 3 月 28 日,MySQL 开发者在第一个 MySQL 4.1 预览版中使用了 RFC 2279,然后在9月出现了一个神秘的代码调整——“UTF8 now works with up to3 byte sequences only.”(UTF8 现在最多只支持 3 个字节序列)

是谁提交了这次更新?为什么?我不知道 在2003年9月前后的邮件列表中没有任何内容可以解释这一更改。

2003年11月 RFC 2279 被宣布作废,RFC 3629 取代 RFC 2279 成为 UTF-8 最新标准。

不过我可以试着猜测一下。

2002 年,MySQL 做出了一个决定:如果用户可以保证数据表的每一行都使用相同的字节数,那么 MySQL就可以在性能方面来一个大提升。为此,用户需要将文本列定义为 "CHAR",每个"CHAR"列总是拥有相同数量的字符。如果插入的字符少于定义的数量,MySQL就会在后面填充空格,如果插入的字符超过了定义的数量,后面超出部分会被截断。

MySQL 开发者在最开始尝试 UTF-8 时使用了每个字符 6 个字节,CHAR(1) 使用 6 个字节,CHAR(2) 使用 12 个字节,并以此类推, 按照当时的 RFC 2279 规范,这样做是正确的,可惜这一版本一直没有发布。

我猜测 MySQL 开发人员打破了他们的 “utf8” 编码规范,可能是想帮助那些希望在空间和速度上双赢的用户,但他们搞砸, 那些想要更快性能,更小空间的用户,得到的反而是比他们曾经使用版本更大更慢的实现,而那些想要正确存储“utf8”的人得到的是个“💩”都存储不了的实现。

MySQL发布了这个错误的版本后,再也没有修复它:因为那样很多使用者将被迫重建他们的数据库。MySQL最终在2010年更新了一个以“utf8mb4”命名的UTF-8实现。

为什么这件事情会让人如此抓狂

因为这个问题,我整整抓狂了一个礼拜。我被 "utf8" 愚弄了,花了很多时间才找到这个 bug。但我一定不是唯一的一个,网络上几乎所有的文章都把 "utf8" 当成是真正的 UTF-8。

"utf8" 只能算是个专有的字符集,它给我们带来了新问题,却一直没有得到解决。

总结 如果你在使用 MySQL 或 MariaDB,不要用 "utf8" 编码,改用 "utf8mb4"。 mathiasbynens.be/notes/mysql… 提供了一个指南用于将现有数据库的字符编码从"utf8" 转成"utf8mb4"。