再见乱码：5分钟读懂MySQL字符集设置

2022-10-18 18:09:50

一、内容概述

在MySQL的使用过程中，了解字符集、字符序的概念，以及不同设置对数据存储、比较的影响非常重要。不少同学在日常工作中遇到的“乱码”问题，很有可能就是因为对字符集与字符序的理解不到位、设置错误造成的。

本文由浅入深，分别介绍了如下内容：

  1. 字符集、字符序的基本概念及联系
  2. MySQL支持的字符集、字符序设置级，各设置级别之间的联系
  3. server、database、table、column级字符集、字符序的查看及设置
  4. 应该何时设置字符集、字符序

二、字符集、字符序的概念与联系

在数据的存储上，MySQL提供了不同的字符集支持。而在数据的对比操作上，则提供了不同的字符序支持。

MySQL提供了不同级别的设置，包括server级、database级、table级、column级，可以提供非常精准的设置。

什么是字符集、字符序？简单的来说：

  1. 字符集（character set）：定义了字符以及字符的编码。
  2. 字符序（collation）：定义了字符的比较规则。

举个例子：

有四个字符：A、B、a、b，这四个字符的编码分别是A = 0, B = 1, a = 2, b = 3。这里的字符 + 编码就构成了字符集（character set）。

如果我们想比较两个字符的大小呢？比如A、B，或者a、b，最直观的比较方式是采用它们的编码，比如因为0 < 1，所以 A < B。

另外，对于A、a，虽然它们编码不同，但我们觉得大小写字符应该是相等的，也就是说 A == a。

这上面定义了两条比较规则，这些比较规则的集合就是collation。

  1. 同样是大写字符、小写字符，则比较他们的编码大小；
  2. 如果两个字符为大小写关系，则它们相等。

三、MySQL支持的字符集、字符序

MySQL支持多种字符集 与 字符序。

  1. 一个字符集对应至少一种字符序（一般是1对多）。
  2. 两个不同的字符集不能有相同的字符序。
  3. 每个字符集都有默认的字符序。

上面说的比较抽象，我们看下后面几个小节就知道怎么回事了。

1、查看支持的字符集

可以通过以下方式查看MYSQL支持的字符集。

方式一：

mysql> SHOW CHARACTER SET;
+----------+-----------------------------+---------------------+--------+
| Charset  | Description                 | Default collation   | Maxlen |
+----------+-----------------------------+---------------------+--------+
| big5     | Big5 Traditional Chinese    | big5_chinese_ci     |      2 |
| dec8     | DEC West European           | dec8_swedish_ci     |      1 |
...省略

方式二：

mysql> use information_schema;
mysql> select * from CHARACTER_SETS;
+--------------------+----------------------+-----------------------------+--------+
| CHARACTER_SET_NAME | DEFAULT_COLLATE_NAME | DESCRIPTION                 | MAXLEN |
+--------------------+----------------------+-----------------------------+--------+
| big5               | big5_chinese_ci      | Big5 Traditional Chinese    |      2 |
| dec8               | dec8_swedish_ci      | DEC West European           |      1 |
...省略

当使用SHOW CHARACTER SET查看时，也可以加上WHERE或LIKE限定条件。

例子一：使用WHERE限定条件。

mysql> SHOW CHARACTER SET WHERE Charset="utf8";
+---------+---------------+-------------------+--------+
| Charset | Description   | Default collation | Maxlen |
+---------+---------------+-------------------+--------+
| utf8    | UTF-8 Unicode | utf8_general_ci   |      3 |
+---------+---------------+-------------------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

例子二：使用LIKE限定条件。

mysql> SHOW CHARACTER SET LIKE "utf8%";
+---------+---------------+--------------------+--------+
| Charset | Description   | Default collation  | Maxlen |
+---------+---------------+--------------------+--------+
| utf8    | UTF-8 Unicode | utf8_general_ci    |      3 |
| utf8mb4 | UTF-8 Unicode | utf8mb4_general_ci |      4 |
+---------+---------------+--------------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

2、查看支持的字符序

类似的，可以通过如下方式查看MYSQL支持的字符序。

方式一：通过SHOW COLLATION进行查看。

可以看到，utf8字符集有超过10种字符序。通过Default的值是否为Yes，判断是否默认的字符序。

mysql> SHOW COLLATION WHERE Charset = ‘utf8‘;
+--------------------------+---------+-----+---------+----------+---------+
| Collation                | Charset | Id  | Default | Compiled | Sortlen |
+--------------------------+---------+-----+---------+----------+---------+
| utf8_general_ci          | utf8    |  33 | Yes     | Yes      |       1 |
| utf8_bin                 | utf8    |  83 |         | Yes      |       1 |
...略

方式二：查询information_schema.COLLATIONS。

mysql> USE information_schema;
mysql> SELECT * FROM COLLATIONS WHERE CHARACTER_SET_NAME="utf8";
+--------------------------+--------------------+-----+------------+-------------+---------+
| COLLATION_NAME           | CHARACTER_SET_NAME | ID  | IS_DEFAULT | IS_COMPILED | SORTLEN |
+--------------------------+--------------------+-----+------------+-------------+---------+
| utf8_general_ci          | utf8               |  33 | Yes        | Yes         |       1 |
| utf8_bin                 | utf8               |  83 |            | Yes         |       1 |
| utf8_unicode_ci          | utf8               | 192 |            | Yes         |       8 |

3、字符序的命名规范

字符序的命名，以其对应的字符集作为前缀，如下所示。比如字符序utf8_general_ci，标明它是字符集utf8的字符序。

更多规则可以参考 官方文档。

MariaDB [information_schema]> SELECT CHARACTER_SET_NAME, COLLATION_NAME FROM COLLATIONS WHERE CHARACTER_SET_NAME="utf8" limit 2; 
+--------------------+-----------------+
| CHARACTER_SET_NAME | COLLATION_NAME  |
+--------------------+-----------------+
| utf8               | utf8_general_ci |
| utf8               | utf8_bin        |
+--------------------+-----------------+
2 rows in set (0.00 sec)

四、server的字符集、字符序

用途：当你创建数据库，且没有指定字符集、字符序时，server字符集、server字符序就会作为该数据库的默认字符集、排序规则。

如何指定：MySQL服务启动时，可通过命令行参数指定。也可以通过配置文件的变量指定。

server默认字符集、字符序：在MySQL编译的时候，通过编译参数指定。

character_set_server、collation_server分别对应server字符集、server字符序。

1、查看server字符集、字符序

分别对应character_set_server、collation_server两个系统变量。

mysql> SHOW VARIABLES LIKE "character_set_server";
mysql> SHOW VARIABLES LIKE "collation_server";

2、启动服务时指定

可以在MySQL服务启动时，指定server字符集、字符序。如不指定，默认的字符序分别为latin1、latin1_swedish_ci

mysqld --character-set-server=latin1        --collation-server=latin1_swedish_ci

单独指定server字符集，此时，server字符序为latin1的默认字符序latin1_swedish_ci。

mysqld --character-set-server=latin1

3、配置文件指定

除了在命令行参数里指定，也可以在配置文件里指定，如下所示。

[client]
default-character-set=utf8

[mysql]
default-character-set=utf8

[mysqld]
collation-server = utf8_unicode_ci
init-connect=‘SET NAMES utf8‘
character-set-server = utf8

4、运行时修改

例子：运行时修改（重启后会失效，如果想要重启后保持不变，需要写进配置文件里）

mysql> SET character_set_server = utf8 ;

5、编译时指定默认字符集、字符序

character_set_server、collation_server的默认值，可以在MySQL编译时，通过编译选项指定：

cmake . -DDEFAULT_CHARSET=latin1            -DDEFAULT_COLLATION=latin1_german1_ci

五、database的字符集、字符序

用途：指定数据库级别的字符集、字符序。同一个MySQL服务下的数据库，可以分别指定不同的字符集/字符序。

1、设置数据的字符集/字符序

可以在创建、修改数据库的时候，通过CHARACTER SET、COLLATE指定数据库的字符集、排序规则。

创建数据库：

CREATE DATABASE db_name
    [[DEFAULT] CHARACTER SET charset_name]
    [[DEFAULT] COLLATE collation_name]

修改数据库：

ALTER DATABASE db_name
    [[DEFAULT] CHARACTER SET charset_name]
    [[DEFAULT] COLLATE collation_name]

例子：创建数据库test_schema，字符集设置为utf8，此时默认的排序规则为utf8_general_ci。

CREATE DATABASE `test_schema` DEFAULT CHARACTER SET utf8;

2、查看数据库的字符集/字符序

有3种方式可以查看数据库的字符集/字符序。

例子一：查看test_schema的字符集、排序规则。（需要切换默认数据库）

mysql> use test_schema;
Database changed
mysql> SELECT @@character_set_database, @@collation_database;
+--------------------------+----------------------+
| @@character_set_database | @@collation_database |
+--------------------------+----------------------+
| utf8                     | utf8_general_ci      |
+--------------------------+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

例子二：也可以通过下面命令查看test_schema的字符集、数据库（不需要切换默认数据库）

mysql> SELECT SCHEMA_NAME, DEFAULT_CHARACTER_SET_NAME, DEFAULT_COLLATION_NAME  FROM information_schema.SCHEMATA WHERE schema_name="test_schema";
+-------------+----------------------------+------------------------+
| SCHEMA_NAME | DEFAULT_CHARACTER_SET_NAME | DEFAULT_COLLATION_NAME |
+-------------+----------------------------+------------------------+
| test_schema | utf8                       | utf8_general_ci        |
+-------------+----------------------------+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

例子三：也可以通过查看创建数据库的语句，来查看字符集。

mysql> SHOW CREATE DATABASE test_schema;
+-------------+----------------------------------------------------------------------+
| Database    | Create Database                                                      |
+-------------+----------------------------------------------------------------------+
| test_schema | CREATE DATABASE `test_schema` /*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8 */ |
+-------------+----------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

3、database字符集、字符序是怎么确定的

  • 创建数据库时，指定了CHARACTER SET或COLLATE，则以对应的字符集、排序规则为准。
  • 创建数据库时，如果没有指定字符集、排序规则，则以character_set_server、collation_server为准。

六、table的字符集、字符序

创建表、修改表的语法如下，可通过CHARACTER SET、COLLATE设置字符集、字符序。

CREATE TABLE tbl_name (column_list)
    [[DEFAULT] CHARACTER SET charset_name]
    [COLLATE collation_name]]

ALTER TABLE tbl_name
    [[DEFAULT] CHARACTER SET charset_name]
    [COLLATE collation_name]

1、创建table并指定字符集/字符序

例子如下，指定字符集为utf8，字符序则采用默认的。

CREATE TABLE `test_schema`.`test_table` (
  `id` INT NOT NULL COMMENT ‘‘,
  PRIMARY KEY (`id`)  COMMENT ‘‘)
DEFAULT CHARACTER SET = utf8;

2、查看table的字符集/字符序

同样，有3种方式可以查看table的字符集/字符序。

方式一：通过SHOW TABLE STATUS查看table状态，注意Collation为utf8_general_ci，对应的字符集为utf8。

MariaDB [blog]> SHOW TABLE STATUS FROM test_schema \G;
*************************** 1. row ***************************
           Name: test_table
         Engine: InnoDB
        Version: 10
     Row_format: Compact
           Rows: 0
 Avg_row_length: 0
    Data_length: 16384
Max_data_length: 0
   Index_length: 0
      Data_free: 11534336
 Auto_increment: NULL
    Create_time: 2018-01-09 16:10:42
    Update_time: NULL
     Check_time: NULL
      Collation: utf8_general_ci
       Checksum: NULL
 Create_options: 
        Comment: 
1 row in set (0.00 sec)

方式二：查看information_schema.TABLES的信息。

mysql> USE test_schema;
mysql> SELECT TABLE_COLLATION FROM information_schema.TABLES WHERE TABLE_SCHEMA = "test_schema" AND TABLE_NAME = "test_table";
+-----------------+
| TABLE_COLLATION |
+-----------------+
| utf8_general_ci |
+-----------------+

方式三：通过SHOW CREATE TABLE确认。

mysql> SHOW CREATE TABLE test_table;
+------------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table      | Create Table                                                                                                   |
+------------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| test_table | CREATE TABLE `test_table` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 |
+------------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

3、table字符集、字符序如何确定

假设CHARACTER SET、COLLATE的值分别是charset_name、collation_name。如果创建table时：

  • 明确了charset_name、collation_name，则采用charset_name、collation_name。
  • 只明确了charset_name，但collation_name未明确，则字符集采用charset_name，字符序采用charset_name对应的默认字符序。
  • 只明确了collation_name，但charset_name未明确，则字符序采用collation_name，字符集采用collation_name关联的字符集。
  • charset_name、collation_name均未明确，则采用数据库的字符集、字符序设置。

七、column的字符集、排序

类型为CHAR、VARCHAR、TEXT的列，可以指定字符集/字符序，语法如下：

col_name {CHAR | VARCHAR | TEXT} (col_length)
    [CHARACTER SET charset_name]
    [COLLATE collation_name]

1、新增column并指定字符集/排序规则

例子如下：（创建table类似）

mysql> ALTER TABLE test_table ADD COLUMN char_column VARCHAR(25) CHARACTER SET utf8;

2、查看column的字符集/字符序

例子如下：

mysql> SELECT CHARACTER_SET_NAME, COLLATION_NAME FROM information_schema.COLUMNS WHERE TABLE_SCHEMA="test_schema" AND TABLE_NAME="test_table" AND COLUMN_NAME="char_column";
+--------------------+-----------------+
| CHARACTER_SET_NAME | COLLATION_NAME  |
+--------------------+-----------------+
| utf8               | utf8_general_ci |
+--------------------+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

3、column字符集/排序规则确定

假设CHARACTER SET、COLLATE的值分别是charset_name、collation_name：

  • 如果charset_name、collation_name均明确，则字符集、字符序以charset_name、collation_name为准。
  • 只明确了charset_name，collation_name未明确，则字符集为charset_name，字符序为charset_name的默认字符序。
  • 只明确了collation_name，charset_name未明确，则字符序为collation_name，字符集为collation_name关联的字符集。
  • charset_name、collation_name均未明确，则以table的字符集、字符序为准。

八、选择：何时设置字符集、字符序

一般来说，可以在三个地方进行配置：

  1. 创建数据库的时候进行配置。
  2. mysql server启动的时候进行配置。
  3. 从源码编译mysql的时候，通过编译参数进行配置

1、方式一：创建数据库的时候进行配置

这种方式比较灵活，也比较保险，它不依赖于默认的字符集/字符序。当你创建数据库的时候指定字符集/字符序，后续创建table、column的时候，如果不特殊指定，会继承对应数据库的字符集/字符序。

CREATE DATABASE mydb
  DEFAULT CHARACTER SET utf8
  DEFAULT COLLATE utf8_general_ci;

2、方式二：mysql server启动的时候进行配置

可以添加以下配置，这样mysql server启动的时候，会对character-set-server、collation-server进行配置。

当你通过mysql client创建database/table/column，且没有显示声明字符集/字符序，那么就会用character-set-server/collation-server作为默认的字符集/字符序。

另外，client、server连接时的字符集/字符序，还是需要通过SET NAMES进行设置。

[mysqld]
character-set-server=utf8
collation-server=utf8_general_ci

3、方式三：从源码编译mysql的时候，通过编译参数进行设置

编译的时候如果指定了-DDEFAULT_CHARSET和-DDEFAULT_COLLATION，那么：

  • 创建database、table时，会将其作为默认的字符集/字符序。
  • client连接server时，会将其作为默认的字符集/字符序。（不用单独SET NAMES）
shell> cmake . -DDEFAULT_CHARSET=utf8            -DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci

九、写在后面

本文较为详细地介绍了MySQL中字符集、字符序相关的内容，这部分内容主要针对的是数据的存储与比较。其实还有很重要的一部分内容还没涉及：针对连接的字符集、字符序设置。

由于连接的字符集、字符序设置不当导致的乱码问题也非常多，这部分内容展开来讲内容也不少，放在下一篇文章进行讲解。

篇幅所限，有些内容没有细讲，感兴趣的同学欢迎交流，或者查看官方文档。如有错漏，敬请指出。

十、相关链接

10.1 Character Set Support
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/charset.html

再见乱码：5分钟读懂MySQL字符集设置

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