utf-8和utf-8 mb4区别

UTF-8 与 UTF-8MB4 的区别

在计算机中，字符集编码决定了如何将字符转换为计算机可处理的字节。在 Web 开发和数据库设计中，UTF-8 和 UTF-8MB4 是两种常见的字符编码格式，它们都属于 Unicode 字符集标准，但在支持字符的范围和存储方式上有明显的不同。了解它们之间的区别对数据库设计和字符处理尤为重要，尤其是在需要支持多语言或特殊字符（如 Emoji）时。

1. 字符范围

• UTF-8：

  • UTF-8 编码能够表示 Unicode 字符集中的 基本多语言平面（BMP） 的字符，即从 0x0000 到 0xFFFF 范围内的字符。
  • 该范围包含了大部分常见的字符，包括所有的拉丁字母、汉字、日文、阿拉伯文等字符。
  • 然而，UTF-8 编码 不支持 Unicode 的 辅助平面字符，这些字符位于 0x10000 到 0x10FFFF 范围，通常包括较为冷门的符号、表情符号（如 Emoji）和一些特殊字符。

• UTF-8MB4：

  • UTF-8MB4 是 UTF-8 的一个扩展，它不仅支持 BMP 中的字符，还能够表示 Unicode 字符集的 所有字符，包括辅助平面字符（即从 0x0000 到 0x10FFFF）。
  • 这种编码特别适用于需要存储 Emoji 表情符号、某些古代文字或者其他较为冷门的符号的应用。

2. 存储方式

• UTF-8：

  • UTF-8 是一种变长编码方式，使用 1 至 4 个字节 来表示一个字符。具体使用多少字节取决于字符的 Unicode 值：

    • 1 字节：适用于 ASCII 字符（范围：0x0000 - 0x007F）。
    • 2 字节：适用于较常用的字符，如拉丁字母（范围：0x0080 - 0x07FF）。
    • 3 字节：适用于更多字符，如汉字（范围：0x0800 - 0xFFFF）。
    • 4 字节：适用于辅助平面字符（范围：0x10000 - 0x10FFFF）。

• UTF-8MB4：

  • 与 UTF-8 类似，UTF-8MB4 也是一种变长编码方式，使用 1 至 4 个字节 来表示一个字符。关键的区别在于，它支持所有 Unicode 字符，包括那些需要 4 字节表示的辅助平面字符。
  • UTF-8MB4 的 4 字节字符比 UTF-8 中的 3 字节字符所占用的空间要多，因此在存储时，UTF-8MB4 会占用 更多的存储空间。

3. 适用范围与使用场景

• UTF-8：

  • UTF-8 编码广泛应用于 Web 开发和数据库中，尤其是对于需要支持多语言（如英语、中文、日语等）的应用。
  • 然而，UTF-8 编码不适合用于需要处理 Emoji 表情符号 或一些特殊字符的应用，因为它无法表示 Unicode 的辅助平面字符。

• UTF-8MB4：

  • UTF-8MB4 编码适用于所有 Unicode 字符，尤其是那些需要存储 Emoji、表情符号、古文字符 或其他扩展字符集的应用。
  • 例如，在社交媒体、聊天应用和其他类似场景中，用户可能会使用 Emoji 表情符号，这就需要使用 UTF-8MB4 来确保这些字符能正确存储和显示。

4. 存储空间比较

由于 UTF-8MB4 编码支持更多字符范围，它在存储时通常会占用 更多的存储空间：

编码方式	存储字符范围	每个字符所需的字节数	适用场景
UTF-8	基本多语言平面（0x0000 - 0xFFFF）	1 至 3 字节	常见字符、文本内容、网站页面等
UTF-8MB4	完整的 Unicode 字符集（0x0000 - 0x10FFFF）	1 至 4 字节	包括 Emoji、表情符号、特殊字符等

由于 UTF-8MB4 必须使用 4 字节来表示 辅助平面字符，因此它相比 UTF-8 需要更多的存储空间，尤其是在大量存储特殊字符时。

5. MySQL 中的支持差异

在数据库中，尤其是 MySQL 数据库，UTF-8 和 UTF-8MB4 存储字符集的支持有所不同：

• UTF-8：

  • 在 MySQL 中，原始的 UTF-8 编码（有时被称为 utf8）最多只能存储 3 字节 的字符。因此，它不能存储一些字符，如 Emoji 表情符号，这些字符需要 4 字节表示。
  • 这种编码模式对于大多数普通应用足够，但对某些包含特殊符号的应用不适用。

• UTF-8MB4：

  • UTF-8MB4 是 MySQL 提供的 增强版 UTF-8 编码，支持 4 字节字符。因此，它能够处理任何 Unicode 字符，包括 Emoji 表情符号 和其他辅助平面字符。
  • 从 MySQL 5.5.3 版本开始，支持 utf8mb4 字符集。为了避免出现数据截断问题，开发者需要在数据库、表、列的定义中明确使用 utf8mb4 字符集。

6. 转换问题与注意事项

如果你在使用 UTF-8 数据库时需要存储 Emoji 或其他特殊字符，可以考虑将数据库的字符集从 UTF-8 升级到 UTF-8MB4，以支持更多的字符。转换步骤通常包括：

1. 修改数据库的字符集为 utf8mb4。
2. 修改相关表和字段的字符集为 utf8mb4。
3. 更新数据库驱动和应用代码，确保支持 UTF-8MB4 编码。

总结

特点	UTF-8	UTF-8MB4
支持字符范围	基本多语言平面（0x0000 - 0xFFFF）	完整的 Unicode 字符集（0x0000 - 0x10FFFF）
存储空间	占用 1 至 3 字节	占用 1 至 4 字节
适用场景	常见的文本、网页、非特殊字符的存储	需要支持 Emoji、表情符号等特殊字符的存储
数据库支持	不支持 4 字节字符（如 Emoji）	完全支持所有 Unicode 字符

• UTF-8：适合存储常见字符，但无法处理辅助平面字符（如 Emoji）。
• UTF-8MB4：适合需要处理所有 Unicode 字符，包括 Emoji 等扩展字符，尤其适用于社交平台、聊天应用等需要广泛字符支持的场景。

根据实际需求，选择合适的字符集编码至关重要，尤其在处理大量国际化内容或特殊字符时，UTF-8MB4 显然是更为通用和适用的选择。