为什么 mysql 要额外加入一个 utf8mb4 数据类型，而不是原地升级 utf8？
MySQL 之所以选择引入 `utf8mb4` 这个新的字符集，而不是简单地“原地升级”原有的 `utf8`，背后有其深思熟虑的技术考量，核心在于对 Unicode 标准的完整支持以及向前兼容的考量。
首先，我们需要明白，MySQL 中原有的 `utf8` 实际上是 MySQL 自己定义的一个字符集，它并不完全等同于 Unicode 标准中的 UTF8 编码。MySQL 的 `utf8` 字符集，在大多数情况下，实际上使用的是 UTF8 的前三个字节编码空间。这意味着它最多可以存储 3 个字节的 Unicode 字符。
这在早期是够用的，因为当时大部分常用的字符，包括英文字母、数字、大部分欧洲语言文字以及一些亚洲文字（如简体中文、日文、韩文），都包含在 Unicode 的 BMP（Basic Multilingual Plane，基本多文种平面）中，这些字符通常只需要 1 到 3 个字节就可以表示。
然而，Unicode 标准在不断发展。随着 Unicode 的版本更新，越来越多的字符被收录进来，特别是那些不常用但具有重要意义的字符，例如：
表情符号 (Emoji)：这是最直接也最广为人知的原因。像 ????, ????, ❤️, ???? 这样的表情符号，它们位于 Unicode 的增补字符集中（Supplementary Planes），需要 4 个字节才能完整编码。如果你的数据库还在使用 `utf8`（即 UTF8 的前三个字节），那么当你尝试存储这些表情符号时，就会遇到问题，可能会导致数据损坏、乱码，或者直接插入失败。
古代文字、不常用的语言文字：除了表情符号，Unicode 还包含了大量的历史字符、符号、以及一些不太常用的语言文字。这些字符也可能位于增补字符集中，需要 4 个字节来表示。
历史原因和兼容性：MySQL 在引入 `utf8` 时，可能出于性能或当时技术限制的考虑，选择了这种“部分支持”的方案。一旦一个字符集在数据库设计中被广泛使用，要“原地升级”它就会面临巨大的挑战。
为什么要引入 `utf8mb4` 而不是原地升级？
1. 避免破坏现有数据和应用程序：这是最关键的原因。如果 MySQL 直接将 `utf8` 升级为支持 4 个字节，那么所有之前使用 `utf8` 字符集存储的数据，在编码上可能会出现不兼容。那些原本只需要 13 个字节就能存储的字符，在新的 4 字节编码空间中可能会以不同的方式表示，导致数据读取错误、乱码，甚至直接无法匹配。更重要的是，所有依赖于现有 `utf8` 字符集设计的应用程序，都需要进行大规模的修改，这会带来巨大的开发和维护成本，甚至可能导致应用崩溃。引入 `utf8mb4`，就如同提供了一个“新版本”的解决方案，允许用户根据需求迁移，而不是强制所有用户接受改变。
2. 区分支持的完整性：`utf8mb4` 的命名本身就说明了它的含义。“mb4”代表“multibyte, 4”，意味着它支持最多 4 个字节的 UTF8 编码。这清晰地表明了它与原有 `utf8`（实际上支持最多 3 个字节）的区别，让开发者能够明确知道哪个字符集能够完整支持所有的 Unicode 字符。
3. 向后兼容的策略：通过引入 `utf8mb4`，MySQL 采取了一种更安全、更具弹性的策略。老版本应用程序和数据仍然可以在 `utf8` 字符集中正常工作，而新应用程序或需要支持表情符号等增补字符的应用，则可以选择 `utf8mb4`。这使得数据库的升级和新功能的引入能够逐步进行，降低了风险。
4. 避免潜在的性能问题（在特定场景下）：虽然 UTF8 是一种变长编码，但大多数常用字符只需要 13 个字节。在某些早期设计中，可能认为固定最大长度（比如 3 个字节）在某些索引或存储优化上会更简单或略有性能优势（尽管这种差异在现代硬件和优化下可能微乎其微）。`utf8mb4` 引入了 4 字节字符的可能性，这意味着存储空间和某些操作（如字符串长度计算）会稍微“重”一点。通过提供一个新选项，用户可以根据自己的需求权衡，而不是强制所有用户使用一个可能在特定场景下“开销”更大的默认设置。
总而言之，MySQL 选择引入 `utf8mb4` 是一个典型的技术决策，旨在在支持最新的 Unicode 标准（特别是增补字符集）与保证现有系统稳定性和兼容性之间取得平衡。它提供了一个明确的、完整的解决方案，让用户能够安全、平滑地过渡到对所有 Unicode 字符的全面支持，而不会牺牲对现有数据的保护和应用程序的稳定性。这是一种“增量式”的改进，而不是“破坏性”的升级，体现了软件工程中对稳定性和可维护性的重视。
首先，我们需要明白，MySQL 中原有的 `utf8` 实际上是 MySQL 自己定义的一个字符集，它并不完全等同于 Unicode 标准中的 UTF8 编码。MySQL 的 `utf8` 字符集，在大多数情况下，实际上使用的是 UTF8 的前三个字节编码空间。这意味着它最多可以存储 3 个字节的 Unicode 字符。
这在早期是够用的，因为当时大部分常用的字符，包括英文字母、数字、大部分欧洲语言文字以及一些亚洲文字（如简体中文、日文、韩文），都包含在 Unicode 的 BMP（Basic Multilingual Plane，基本多文种平面）中，这些字符通常只需要 1 到 3 个字节就可以表示。
然而，Unicode 标准在不断发展。随着 Unicode 的版本更新，越来越多的字符被收录进来，特别是那些不常用但具有重要意义的字符，例如：
表情符号 (Emoji)：这是最直接也最广为人知的原因。像 ????, ????, ❤️, ???? 这样的表情符号，它们位于 Unicode 的增补字符集中（Supplementary Planes），需要 4 个字节才能完整编码。如果你的数据库还在使用 `utf8`（即 UTF8 的前三个字节），那么当你尝试存储这些表情符号时，就会遇到问题，可能会导致数据损坏、乱码，或者直接插入失败。
古代文字、不常用的语言文字：除了表情符号，Unicode 还包含了大量的历史字符、符号、以及一些不太常用的语言文字。这些字符也可能位于增补字符集中，需要 4 个字节来表示。
历史原因和兼容性：MySQL 在引入 `utf8` 时，可能出于性能或当时技术限制的考虑，选择了这种“部分支持”的方案。一旦一个字符集在数据库设计中被广泛使用，要“原地升级”它就会面临巨大的挑战。
为什么要引入 `utf8mb4` 而不是原地升级？
1. 避免破坏现有数据和应用程序：这是最关键的原因。如果 MySQL 直接将 `utf8` 升级为支持 4 个字节，那么所有之前使用 `utf8` 字符集存储的数据，在编码上可能会出现不兼容。那些原本只需要 13 个字节就能存储的字符，在新的 4 字节编码空间中可能会以不同的方式表示，导致数据读取错误、乱码，甚至直接无法匹配。更重要的是，所有依赖于现有 `utf8` 字符集设计的应用程序，都需要进行大规模的修改，这会带来巨大的开发和维护成本，甚至可能导致应用崩溃。引入 `utf8mb4`，就如同提供了一个“新版本”的解决方案，允许用户根据需求迁移，而不是强制所有用户接受改变。
2. 区分支持的完整性：`utf8mb4` 的命名本身就说明了它的含义。“mb4”代表“multibyte, 4”，意味着它支持最多 4 个字节的 UTF8 编码。这清晰地表明了它与原有 `utf8`（实际上支持最多 3 个字节）的区别，让开发者能够明确知道哪个字符集能够完整支持所有的 Unicode 字符。
3. 向后兼容的策略：通过引入 `utf8mb4`，MySQL 采取了一种更安全、更具弹性的策略。老版本应用程序和数据仍然可以在 `utf8` 字符集中正常工作，而新应用程序或需要支持表情符号等增补字符的应用，则可以选择 `utf8mb4`。这使得数据库的升级和新功能的引入能够逐步进行，降低了风险。
4. 避免潜在的性能问题（在特定场景下）：虽然 UTF8 是一种变长编码，但大多数常用字符只需要 13 个字节。在某些早期设计中，可能认为固定最大长度（比如 3 个字节）在某些索引或存储优化上会更简单或略有性能优势（尽管这种差异在现代硬件和优化下可能微乎其微）。`utf8mb4` 引入了 4 字节字符的可能性，这意味着存储空间和某些操作（如字符串长度计算）会稍微“重”一点。通过提供一个新选项，用户可以根据自己的需求权衡，而不是强制所有用户使用一个可能在特定场景下“开销”更大的默认设置。
总而言之，MySQL 选择引入 `utf8mb4` 是一个典型的技术决策，旨在在支持最新的 Unicode 标准（特别是增补字符集）与保证现有系统稳定性和兼容性之间取得平衡。它提供了一个明确的、完整的解决方案，让用户能够安全、平滑地过渡到对所有 Unicode 字符的全面支持，而不会牺牲对现有数据的保护和应用程序的稳定性。这是一种“增量式”的改进，而不是“破坏性”的升级，体现了软件工程中对稳定性和可维护性的重视。
网友意见
其实我理解提问者的疑问在于，明明最长四位的UTF-8是之前最长三位的UTF-8的超集，也就是可以完全向下兼容，为什么不能就地升级呢？
这里面有个问题就是，即便是原有功能的扩展，有时候也可能是一种破坏性更新。
尽管并不知道这是不是MySQL选择这个的原因。但是utf8和utf8mb4的行为就是会不一样的。譬如说原有的utb8对于不支持的字符存储报错，那么你就地升级到utf8mb4他就不会报错了，这也是行为的变化，万一有些SB就是依赖这个报错呢？这也是Windows必须保留各种系统组件的历史版本的原因之一……
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