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PHP+MySQL中字符集问题分析

2010-05-22

Character set顾名思义,就是字符、以及字符对应的编码的集合。例如简体中文字符集gb2312就包括简体中文中的所有规定汉字,以及每个汉字对应的代码。

Collation,是指比较字符的规则的集合。有了比较规则,才能够将一组数据排序——例如按照英文字母顺序排序、汉字按照拼音顺序排序等等。显然,针对同样一组字符集可以有不同的排序标准、规则。例如汉字可以按照拼音排序,也可以按照笔画多少排序。尤其是Unicode的字符集,由于其可以包含不同种类的语言,所以可以按照各种语言的排序方法排序。此外,完全按照字符在字符集里的编码进行比较的方式称为binary比较。

到了这里我们就容易理解了。举例来说,MySQL支持的gb2312字符集中,有gb2312_bin和gb2312_general_ci两种collation。很显然前者是binary比较规则,后者是一般的中文字符比较规则。

每种字符集都有其默认的collation。对于utf8字符集来说,其默认collation是utf8_general_ci。要获得MySQL里面支持的字符集和默认collation列表,可以使用SHOW CHARACTER SET语句:

mysql> SHOW CHARACTER SET;
+----------+-----------------------------+---------------------+
| Charset  | Description                 | Default collation   |
+----------+-----------------------------+---------------------+
| big5     | Big5 Traditional Chinese    | big5_chinese_ci     |
| dec8     | DEC West European           | dec8_swedish_ci     |
| cp850    | DOS West European           | cp850_general_ci    |
...

其次,是MySQL中,在哪些地方需要这些字符集和collation。总体上分,在MySQL的体系中有三处字符集和collation:服务器(数据),连接,客户端。乍一看体系清楚明了,其实并不是这样。下面就一一介绍。

服务器(数据)端

服务器(数据)端的字符集和collation,可以分成四级逐层指定——server, database, table, column。当MySQL存取位于某一列(column)的数据时,如果column的字符集和collation没有指定,就会向上追溯table的;如果table也没有指定字符集和collation,就以database的字符集和collation作为默认值;如果database仍旧没有指定,那么就以服务器的字符集和collation作为默认值。

那么server的字符集和collation的默认值又是从哪里来的呢?答案是,配置文件(my.ini)和mysqld(或者mysqld-nt)的命令行参数中都可以指定。如果不幸的,你根本没有在my.ini或者命令行中指定,那么MySQL就会使用编译MySQL时指定的默认字符集——latin1。

但是,需要注意的是,如果安装MySQL时选择了多语言支持(一般用中文的都会选择吧),安装程序会自动在配置文件中设置default-character-set=utf8。

这样,所有创建的数据库、表,除非明确指出使用其它字符集,都会默认的使用utf作为数据的字符集(同时使用utf8_general_ci作为默认collation,因为它是utf8的默认collation)。

相关系统变量:

character_set_server:服务器的字符集
collation_server:服务器的collation
character_set_database:数据库字符集
collation_database:数据库的collation

客户端

对于客户端传送来的literal string(例如INSERT,UPDATE语句当中的值),MySQL需要知道它们是什么编码。同时,MySQL返回给客户端的值(例如SELECT语句的返回值),也可以按照指定的编码返回。

相关系统变量

character_set_client:客户端发送过来文字的字符集
character_set_results:发送给客户端的结果所使用的字符集

连接

用于连接的字符集和collation,是指MySQL在接受到客户端发送来的文本之后,转换成何种字符集,用什么规则进行比较。需要注意的是,如果是将文本和数据库中某个column的值比较,将优先使用该column的字符集和collation。

相关系统变量

character_set_connection:用于连接的字符集
collation_connection:用于连接的collation

有了上面的预备知识,我们就开始分析最初的问题:本来是应该作为UTF-8字符保存的数据,为什么到了数据库中就变成了“乱码”?而且这些乱码居然还能毫无问题地被wordpress显示?为什么一旦导入到租用的主机那里就不能正常显示了呢?

首先让我们来看一下,我家里的服务器上,MySQL的系统变量(System Variables)是如何设置的。

注意:因为一些系统变量是根据客户端不同而不同的,所以用mysql命令行登陆所看到的和PHP下看到的并不相同。此外,似乎也不能用PMA查看——似乎在PMA中也已经更改了默认的系统变量。因此,要查看PHP作为客户端时的默认系统变量,可以编写一个类似下面的PHP小程序:

mysql_connect(localhost, $user, $pass);
$query="SHOW VARIABLES";
$result=mysql_query($query);

其中$result就包含着所有系统变量。在我家里的服务器上得到了如下结果(以下只列出跟字符集有关的系统变量):

character_set_client  latin1
character_set_connection  latin1
character_set_database  utf8
character_set_filesystem  binary
character_set_results  latin1
character_set_server  utf8
character_set_system  utf8
collation_connection  latin1_swedish_ci
collation_database  utf8_general_ci
collation_server  utf8_general_ci

可见,默认的客户端编码、默认的连接编码是latin1——这也就是说,虽然实际上wordpress传递给MySQL的文本都是用UTF-8编码的,但是由于上述系统变量设置不当,这些UTF-8编码的文本被MySQL当作是latin1编码的,并且由于数据库本身是utf8,因此把这些“latin1文本”又转换成了utf8。这样,一个汉字居然需要6bytes(一个汉字作为UTF-8是3bytes,被当作latin1进行了转换,每个latin1字符转换成2bytes的UTF-8编码)。这就不难理解为什么数据库存储的是“乱码”了。

那么为什么这些“乱码”在wordpress显示时没问题呢?这是因为,character_set_result也是latin1,也就是说MySQL在取出数据交给wordpress时,把这些数据从utf8转换回latin1,然后wordpress将这些latin1又当作了utf8——正好是上面的逆过程。

那么,为什么到另一台服务器上面就无法正常显示了呢?请看看那台租用主机的系统变量设置:

character_set_client  ujis
character_set_connection  ujis
character_set_database  ujis
character_set_results  ujis
character_set_server  ujis
character_set_system  utf8
collation_connection  ujis_japanese_ci
collation_database  ujis_japanese_ci
collation_server  ujis_japanese_ci

可见,其默认的客户端编码是ujis。也就是说,MySQL把utf8数据取出后,将会转换成ujis并传递给wordpress。这经历了latin1 – utf8 – ujis转换的原本是utf8的字符,早已面目全非了……

解决方案

解决方案在很多论坛、网页上已经有提到了,在wordpress的trac也已经有人提出过。

但是在解决问题之前,我却很想知道一个问题的答案,那就是:这到底是MySQL的问题,还是PHP(特别是php_mysql extension)的问题,还是wordpress的问题?甚至是用户配置的问题?我倾向于认为这是一个wordpress的问题。因为无论MySQL还是PHP都不知道wordpress使用了什么字符编码,所以无法更改客户端字符集;而作为一般的wordpress用户,要求他们设置字符编码——可以,但是必须要提供一个用户界面,而不是直接修改源程序。

那么解决方案(或者说只是一个workaround)就是,修改wordpress的\wp-uncludes\wp-db.php。在第40多行的function wpdb中,在$this->select($dbname);之前添加一句:

$this->query("SET NAMES latin1");

SET NAMES语句的功能就是,执行了SET NAMES ‘x’相当于下面三条语句的功能。

SET character_set_client = x;
SET character_set_results = x;
SET character_set_connection = x;

这样,在默认客户端字符集是ujis的租用主机上,导入的wordpress文章也能正常显示了。当然,这不是彻底的解决方案——这只是“将错就错”,反正数据库里面存储的已经是被当作latin1而转换成utf8的utf8了,那么就将其转换回所谓的latin1就是了。这样做将使其他程序无法读取wordpress的数据,并且更重要的是,数据库中存储的“utf8数据”无法真正按照utf8应有的排序规则来排序。

那么最彻底的做法,就是在安装wordpress时就添加上面所说的SET NAMES语句,并且设置客户端的字符集为utf8:

$this->query("SET NAMES utf8");

但是这样做的话,已经被当作latin1写到数据库里面的文章就会无法正常显示了。要让他们正常显示,必须经过utf8 – latin1的转换。如果数量较多,可以考虑编写一个程序进行转换;数量较少的话……手动转换吧。

BTW,国内高手们汉化的中文版的wordpress中已经添加好这一句了,上面的信息只适用于那些使用英文wordpress的朋友,以及喜欢追根问底的朋友。

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