最近我遇到了一个bug，我试着通过Rails在以「utf8」编码的MariaDB中保存一个UTF-8字符串，然后出现了一个离奇的错误：
Incorrect stringvalue: ‘ð <…’ 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。
「utf8」只支持每个字符最多三个字节，而真正的UTF-8是每个字符最多四个字节。
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。
简单概括如下：
MySQL的「utf8mb4」是真正的「UTF-8」。
MySQL的「utf8」是一种「专属的编码」，它能够编码的Unicode字符并不多。
我要在这里澄清一下：所有在使用「utf8」的MySQL和MariaDB用户都应该改用「utf8mb4」，永远都不要再使用「utf8」。
1
那么什么是编码？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：
计算机读取「01000011」，得到数字67，因为67被编码成「01000011」。
计算机在Unicode字符集中查找67，找到了「C」。
同样的：
我的电脑将「C」映射成Unicode字符集中的67。
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，因为一直以来，计算机将32位视为数字，而计算机最在行的就是处理数字。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…
ChatGPT中文网站：https://aigc.cxyquan.com
2
MySQL简史
为什么MySQL开发者会让「utf8」失效？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。
同年9月，他们对MySQL源代码进行了一次调整：「UTF8现在最多只支持3个字节的序列」。
是谁提交了这些代码？他为什么要这样做？这个问题不得而知。在迁移到Git后（MySQL最开始使用的是BitKeeper），MySQL代码库中的很多提交者的名字都丢失了。2003年9月的邮件列表中也找不到可以解释这一变更的线索。
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。
应该说，他们最初的行为才是正确的，可惜这一版本一直没有发布。但是文档上却这么写了，而且广为流传，所有了解UTF-8的人都认同文档里写的东西。
不过很显然，MySQL开发者或厂商担心会有用户做这两件事：
使用CHAR定义列（在现在看来，CHAR已经是老古董了，但在那时，在MySQL中使用CHAR会更快，不过从2005年以后就不是这样子了）。
将CHAR列的编码设置为「utf8」。
我的猜测是MySQL开发者本来想帮助那些希望在空间和速度上双赢的用户，但他们搞砸了「utf8」编码。
所以结果就是没有赢家。那些希望在空间和速度上双赢的用户，当他们在使用「utf8」的CHAR列时，实际上使用的空间比预期的更大，速度也比预期的慢。而想要正确性的用户，当他们使用「utf8」编码时，却无法保存像「」这样的字符。
在这个不合法的字符集发布了之后，MySQL就无法修复它，因为这样需要要求所有用户重新构建他们的数据库。最终，MySQL在2010年重新发布了「utf8mb4」来支持真正的UTF-8。
3
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。
4
总结
如果你在使用MySQL或MariaDB，不要用「utf8」编码，改用「utf8mb4」。这里（ https://mathiasbynens.be/notes/mysql-utf8mb4#utf8-to-utf8mb4 ）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」。
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