如何在MySQL中区分大小写进行数据查询

场景描述

今天在将 Hive 表同步到 MySQL 之后，其中有一列是唯一列，但是在 MySQL 中查询的时候 count 与 distinct count 查询出来的数值是不一样的，这么来看的话是有重复的数据（按理说不应该的，因为在 Hive 中，这两个数值是一样的），那么将重复的数据查出来看了一下，发现是大小写的问题，然后查了一下，发现 MySQL 数据库默认情况下，字符串字段的所有相关运算是大小写"不敏感"的。

这一点与其它流行的数据库都不相同。

解决办法

1. 查询时指定大小写敏感

MySQL 允许在查询的时候指定以大小写敏感方式，需要使用关键字 BINARY，查询如下：

SELECT * FROM student WHERE BINARY name = 'ZhangSan';
--或者
SELECT * FROM student WHERE name = BINARY 'ZhangSan';

很多时候当发现 MySQL 数据库存在上述问题时，系统已经运行了一段时间，如果采用方法二或方法三的代价可能会很大。

使用此方法最大的好处便是可以快速实现功能。

但是这个方法也存在很大的限制：如此可能因为无法使用索引导致查询性能下降。

原因很好理解，因为此时针对查询字段的索引也是按照大小写不敏感方式建立的。

除非数据量不大，或者在你的应用中不在乎这点性能上的损失，那么只能选择方法二或方法三了。

2. 定义表结构时指定字段大小写敏感

在创建表时指定具体的字段大小写敏感，示例如下：

CREATE TABLE student (
  ...
  name VARCHAR(64) BINARY NOT NULL,
  ...

)

关键字 BINARY 指定 name 字段大小写敏感。

如此在查询时就算不使用 BINARY 关键字，查询语句也是大小写敏感的。

在此基础上创建的 name 相关的索引也是大小写敏感的，也就能够使用索引来提高性能。

MySQL 允许在大多数字符串类型上使用 BINARY 关键字，用于指明所有针对该字段的运算是大小写敏感的，更多信息请参见 MySQL 官方文档。

这种方法使得设计者可以精确地控制每个字段是否大小写敏感。不过在很多系统的设计中，期望大部分甚至所有的字段统一大小写敏感。MySQL 也提供了解决方案，这就要用到方法三。

3. 修改排序规则（COLLATE）

在 MySQL 中执行 show create table 指令，可以看到一张表的建表语句，example 如下：

CREATE TABLE `table1` (
    `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `field1` text COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '字段1',
    `field2` varchar(128) COLLATE utf8_general_ci NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '字段2',
    PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8_unicode_ci;

大部分字段我们都能看懂，但是今天要看的是 COLLATE 关键字。这个值后面对应的 utf8_general_ci 是什么意思呢？下面我们就来了解一下。

COLLATE是用来做什么的？

使用 Navicat 开发的可能会比较眼熟，因为其中的选项中已经给出了答案：

所谓 utf8_general_ci，其实是用来排序的规则。对于 MySQL 中那些字符类型的列，如VARCHAR，CHAR，TEXT 类型的列，都需要有一个 COLLATE 类型来告知 MySQL 如何对该列进行排序和比较。简而言之，COLLATE 会影响到 ORDER BY 语句的顺序，会影响到 WHERE 条件中大于小于号筛选出来的结果，会影响 DISTINCT、GROUP BY、HAVING 语句的查询结果。另外，MySQL 建索引的时候，如果索引列是字符类型，也会影响索引创建，只不过这种影响我们感知不到。总之，凡是涉及到字符类型比较或排序的地方，都会和 COLLATE 有关。

涉及字符串的各种运算其核心必然涉及到采用何种字符排序规则（COLLATE，也有翻译为"核对"）。本质上 MySQL 是通过 COLLATE 取值决定字符串运算是否大小写敏感。

utf8_general_ci 是一个具体的 COLLATE 取值。每个具体的 COLLATE 都对应唯一的字符集，可以看出该 COLLATE 对应字符集为 utf8。而与大小写敏感问题相关的是其后缀 _ci，MySQL 官方文档对其的解释是 Case Ignore 的缩写，即大小写不敏感。由于 MySQL 将 utf8_general_ci 指定作为字符集 utf8 的默认 COLLATE，这也就导致文章开头所说的现象。与此同时，MySQL 也提供了其它的 COLLATE 取值选项，utf8_bin 就是大小写敏感的。事实上所有大小写敏感的 COLLATE 都以 _bin或 _cs 为后缀，前者是 Binary 的缩写，后者是 Case Sensitive 的缩写。

各种COLLATE的区别

COLLATE 通常是和数据编码（CHARSET）相关的，一般来说每种 CHARSET 都有多种它所支持的 COLLATE，并且每种 CHARSET 都指定一种 COLLATE 为默认值。例如 Latin1 编码的默认 COLLATE 为 latin1_swedish_ci，GBK 编码的默认 COLLATE 为 gbk_chinese_ci，utf8mb4 编码的默认值为 utf8mb4_general_ci。

这里顺便讲个题外话，MySQL 中有 utf8 和 utf8mb4 两种编码，在 MySQL 中请大家忘记 utf8，永远使用 utf8mb4。这是 MySQL 的一个遗留问题，MySQL 中的 utf8 最多只能支持 3bytes 长度的字符编码，对于一些需要占据 4bytes 的文字，MySQL 的 utf8 就不支持了，要使用 utf8mb4 才行。

很多 COLLATE 都带有 _ci 字样，这是 Case Insensitive 的缩写，即大小写无关，也就是说 "A" 和 "a" 在排序和比较的时候是一视同仁的。selection * from table1 where field1="a" 同样可以把 field1 为 "A" 的值选出来。与此同时，对于那些 _cs 后缀的 COLLATE，则是 Case Sensitive，即大小写敏感的。

在 MySQL 中使用 show collation 指令可以查看到 MySQL 所支持的所有 COLLATE。以 utf8mb4 为例，该编码所支持的所有 COLLATE 如下图所示。

图中我们能看到很多国家的语言自己的排序规则。在国内比较常用的是 utf8mb4_general_ci（默认）、utf8mb4_unicode_ci、utf8mb4_bin 这三个。我们来探究一下这三个的区别：

首先 utf8mb4_bin 的比较方法其实就是直接将所有字符看作二进制串，然后从最高位往最低位比对。所以很显然它是区分大小写的。

而 utf8mb4_unicode_ci 和 utf8mb4_general_ci 对于中文和英文来说，其实是没有任何区别的。对于我们开发的国内使用的系统来说，随便选哪个都行。只是对于某些西方国家的字母来说，utf8mb4_unicode_ci 会比 utf8mb4_general_ci 更符合他们的语言习惯一些，general 是 MySQL 一个比较老的标准了。例如，德语字母 "ß"，在 utf8mb4_unicode_ci 中是等价于 "ss" 两个字母的（这是符合德国人习惯的做法），而在 utf8mb4_general_ci 中，它却和字母 "s" 等价。不过，这两种编码的那些微小的区别，对于正常的开发来说，很难感知到。本身我们也很少直接用文字字段去排序，退一步说，即使这个字母排错了一两个，真的能给系统带来灾难性后果么？从网上找的各种帖子讨论来说，更多人推荐使用 utf8mb4_unicode_ci，但是对于使用了默认值的系统，也并没有非常排斥，并不认为有什么大问题。结论：推荐使用 utf8mb4_unicode_ci，对于已经用了 utf8mb4_general_ci 的系统，也没有必要花时间改造。

另外需要注意的一点是，从 MySQL 8.0 开始，MySQL 默认的 CHARSET 已经不再是 Latin1 了，改为了 utf8mb4 （参考链接），并且默认的 COLLATE 也改为了 utf8mb4_0900_ai_ci。utf8mb4_0900_ai_ci 大体上就是 unicode 的进一步细分，0900 指代 unicode 比较算法的编号（ Unicode Collation Algorithm version），ai 表示 accent insensitive（发音无关），例如 e，è， é， ê 和 ë 是一视同仁的。相关参考链接1，相关参考链接2

COLLATE 设置级别及其优先级

MySQL 数据库允许在库、表 和 列 三个级别上指定 Collation。当同时指定时，优先关系是：列 > 表 > 库。

设置 COLLATE 可以在实例级别、库级别、表级别、列级别、以及 SQL 指定。当同时指定时，优先关系是：SQL 指定 > 列 > 表 > 库 > 实例级别。

• 实例级别的 COLLATE 设置就是 MySQL 配置文件或启动指令中的 collation_connection 系统变量。

• 库级别设置 COLLATE 的语句如下：

CREATE DATABASE  DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci;

如果库级别没有设置 CHARSET 和 COLLATE，则库级别默认的 CHARSET 和 COLLATE 使用实例级别的设置。在 MySQL 8.0 以下版本中，你如果什么都不修改，默认的 CHARSET 是 Latin1，默认的 COLLATE 是 latin1_swedish_ci。从 MySQL 8.0 开始，默认的 CHARSET 已经改为了 utf8mb4，默认的 COLLATE 改为了 utf8mb4_0900_ai_ci。

• 表级别的 COLLATE 设置，则是在 CREATE TABLE 的时候加上相关设置语句，例如：

CREATE TABLE table_name (
……
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT = '表注释';

如果表级别没有设置 CHARSET 和 COLLATE，则表级别会继承库级别的 CHARSET 与 COLLATE。

• 列级别的设置，则在 CREATE TABLE 中声明列的时候指定，例如

CREATE TABLE (
`field1` VARCHAR（64） CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '字段1',
……
) ……

如果列级别没有设置 CHARSET 和 COLATE，则列级别会继承表级别的 CHARSET 与 COLLATE。

• 最后，你也可以在写 SQL 查询的时候显示声明 COLLATE 来覆盖任何库表列的 COLLATE 设置，不太常用，了解即可：

SELECT DISTINCT field1 COLLATE utf8mb4_general_ci FROM table1;

SELECT field1, field2 FROM table1 ORDER BY field1 COLLATE utf8mb4_unicode_ci;

如果全都显示设置了，那么优先级顺序是 SQL 语句 > 列级别设置 > 表级别设置 > 库级别设置 > 实例级别设置。

也就是说列上所指定的 COLLATE可以覆盖表上指定的 COLLATE，表上指定的 COLLATE 可以覆盖库级别的 COLLATE。如果没有指定，则继承下一级的设置。

即列上面没有指定 COLLATE，则该列的 COLLATE 和表上设置的一样。