НейроАгент

utf8_general_ci vs utf8_unicode_ci: Руководство по производительности и точности

Узнайте ключевые различия между колляциями utf8_general_ci и utf8_unicode_ci в MySQL/MariaDB. Узнайте, как производительность влияет на лингвистическую точность при операциях сортировки и когда использовать каждый тип колляции.

#character-encoding#database-optimization#database-performance#mysql-collations#mysql-tips#utf8-general-ci#utf8-unicode-ci
Вопрос

В чем ключевые различия между коллациями utf8_general_ci и utf8_unicode_ci в MySQL/MariaDB, и как они влияют на производительность?

НейроАгент

Основные различия между сортировками utf8_general_ci и utf8_unicode_ci в MySQL/MariaDB в основном связаны с точностью сортировки и производительностью. Сортировка utf8_unicode_ci обеспечивает более лингвистически точное упорядочивание, рассматривая определенные специальные символы как их расширенные эквиваленты (например, сортируя “ß” как “ss”), в то время как utf8_general_ci предлагает более высокую производительность за счет более простых правил сортировки, которые рассматривают все символы как отдельные единицы.

Содержание

Основные технические различия

Фундаментальное различие между utf8_general_ci и utf8_unicode_ci заключается в их алгоритмах сортировки и правилах сравнения символов:

  • utf8_general_ci: Использует упрощенный, независимый от локали алгоритм сортировки, который рассматривает каждый символ Юникода как отдельную единицу. Этот подход обеспечивает более высокую скорость, но менее лингвистически точную сортировку.

  • utf8_unicode_ci: Реализует Алгоритм сортировки Юникода (UCA), который обеспечивает более лингвистически корректную сортировку, обрабатывая расширения символов и сокращения. Например, он распознает, что определенные символы могут быть эквивалентны комбинациям других символов.

Согласно Руководству по MySQL 8.0, сравнения для сортировки utf8mb4_general_ci выполняются быстрее, но немного менее точно, чем сравнения для utf8mb4_unicode_ci. Причина в том, что utf8mb4_unicode_ci поддерживает такие сопоставления, как расширения; то есть, когда один символ сравнивается как равный комбинациям других символов.

Названия сортировок следуют определенной конвенции: они начинаются с имени набора символов, могут включать идентификатор языка и заканчиваться индикаторами чувствительности, такими как _ci (нечувствительный к регистру), _cs (чувствительный к регистру) или _bin (бинарный).

Сравнение производительности

Различия в производительности между этими сортировками измеримы и значительны:

Результаты тестирования

  • Разница в скорости: utf8_unicode_ci последовательно медленнее utf8_general_ci примерно на 7-8% в различных тестах
  • Тестовая среда: MySQL v5.6.12 в Windows показал различия в производительности 10%, 4% и 8% для разных типов запросов
  • Влияние на ресурсы: Более сложные алгоритмы Юникода требуют дополнительного времени обработки, особенно для больших наборов данных и сложных операций сортировки

Факторы производительности

Разрыв в производительности обусловлен несколькими техническими факторами:

  1. Сложность алгоритма: utf8_unicode_ci реализует полный Алгоритм сортировки Юникода, который обрабатывает:

    • Расширения символов (один символ = несколько символов)
    • Сокращения (несколько символов = один символ)
    • Нормализацию весов для правильного лингвистического упорядочивания

  2. Использование памяти: Сортировки Юникода обычно требуют больше памяти для операций сортировки из-за их сложных правил сравнения

  3. Операции с индексами: Разница в производительности становится более заметной в операциях с индексами и в предложениях ORDER BY

  4. Современное оборудование: Как отмечено на flokoe.de, разрыв в производительности был более значительным в прошлом, когда компьютеры были гораздо слабее. На современном оборудовании разница менее заметна, но все же измерима.

Практические примеры сортировки

Наиболее заметные различия между этими сортировками проявляются в том, как они обрабатывают специальные символы и лингвистические конвенции:

Примеры расширения символов

  • Немецкий “ß” (острый s):

    • utf8_unicode_ci: Сортируется как эквивалент “ss”
    • utf8_general_ci: Сортируется как отдельный символ “s”

  • Лигатура “Œ” (лигатура OE):

    • utf8_unicode_ci: Сортируется как эквивалент “OE”
    • utf8_general_ci: Сортируется как отдельный символ

Влияние на европейские языки

Эти различия особенно актуальны для европейских языков, где такие расширения символов являются лингвистически корректными. Сортировка Юникода produces результаты, соответствующие ожиданиям носителей языка, в то время как общая сортировка может размещать слова в неожиданных позициях.

Другие функции Юникода

Сортировка Юникода также правильно обрабатывает:

  • Акцентированные символы с правильной нормализацией
  • Складывание регистра в соответствии со стандартами Юникода
  • Формы нормализации для эквивалентных символов

Когда использовать каждую сортировку

Выбирайте utf8_general_ci, когда:

  • Производительность критически важна, и вы можете допустить незначительные неточности сортировки
  • Ваше приложение в основном использует европейские языки, где различия менее заметны
  • У вас есть большие наборы данных с частыми операциями сортировки
  • Вы работаете со старыми системами, которые были разработаны для более старой кодировки utf8
  • Ваше приложение не требует идеальной лингвистической сортировки

Выбирайте utf8_unicode_ci, когда:

  • Лингвистическая точность важна для вашей пользовательской базы
  • Вам нужна правильная сортировка для многоязычных приложений
  • Ваше приложение обрабатывает специальные символы, которые должны расширяться до нескольких символов
  • Вы реализуете функциональность поиска, где правильное упорядочивание имеет значение
  • Вы создаете международные приложения с поддержкой различных языков

Как отмечает Nilesh Patil, предпочтительным вариантом не является general, а unicode, когда важна точность.

Современные альтернативы

Миграция на utf8mb4

Современные версии MySQL представили utf8mb4, который является правильной реализацией UTF-8, поддерживающей полный набор символов Юникода (включая эмодзи и редкие символы):

  • utf8mb4_general_ci: Современный эквивалент utf8_general_ci, но с полной поддержкой Юникода
  • utf8mb4_unicode_ci: Современный эквивалент utf8_unicode_ci с улучшенными алгоритмами
  • utf8mb4_0900_ai_ci: Рекомендуется для MySQL 8.0+ с последней поддержкой Юникода
  • uca1400_ai_ci: Рекомендуется для MariaDB 10.11+

Рекомендации для конкретных версий

Согласно руководству CodeRed:

  • MySQL 8.0+: Используйте utf8mb4_0900_ai_ci
  • MariaDB 10.11+: Используйте uca1400_ai_ci

Эти современные сортировки обеспечивают лучшую поддержку Юникода при сохранении хороших характеристик производительности.

Рекомендации по миграции

Обновление с utf8 на utf8mb4

Переход с utf8 на utf8mb4 прост, поскольку utf8mb4 является истинным надмножеством:

  • Целостность данных: utf8mb4 поддерживает все символы, которые поддерживает utf8, плюс дополнительные
  • Производительность: Аналогичные характеристики производительности при использовании одного типа сортировки
  • Совместимость: Бесшовный путь обновления без потери данных

Практические шаги миграции

  1. Оценка влияния: Протестируйте изменения поведения сортировки в разработке
  2. Обновление схемы: Измените набор символов и сортировку для затронутых таблиц
  3. Перестроение индексов: Перестройте индексы для использования новой сортировки
  4. Тестирование приложения: Убедитесь, что логика приложения обрабатывает любые изменения сортировки
  5. Мониторинг производительности: Сравните производительность запросов до и после миграции

Заключение

Выбор между utf8_general_ci и utf8_unicode_ci включает балансировку требований к производительности и потребностей в лингвистической точности. Ключевые выводы:

  1. Производительность против точности: utf8_general_ci предлагает примерно на 7-8% более высокую производительность, но менее лингвистически корректную сортировку, в то время как utf8_unicode_ci обеспечивает более точную сортировку за счет некоторой потери производительности.

  2. Расширение символов: Сортировка Юникода правильно обрабатывает специальные символы, такие как “ß” (эквивалентно “ss”) и “Œ” (эквивалентно “OE”), что делает ее предпочтительной для многоязычных приложений.

  3. Современная миграция: Для новых проектов предпочтительны варианты utf8mb4 с utf8mb4_unicode_ci или последним utf8mb4_0900_ai_ci для приложений MySQL 8.0+.

  4. Выборочное использование: Рассмотрите utf8_general_ci только тогда, когда производительность абсолютно критична, и вы можете принять незначительные неточности сортировки.

  5. Будущая совместимость: По мере улучшения оборудования разница в производительности становится менее значимой, что делает более точную сортировку Юникода все более привлекательной для большинства приложений.

Для большинства современных приложений улучшенная точность сортировок Юникода оправдывает незначительный штраф за производительность, особенно по мере продолжения улучшения аппаратного обеспечения баз данных. Лучший подход - протестировать оба варианта с вашими конкретными данными и рабочей нагрузкой, чтобы принять обоснованное решение.

Как мигрировать с колляции utf8 на utf8mb4 в MySQL без потери данных?Какие последствия для производительности при использовании utf8mb4_unicode_ci против utf8mb4_general_ci?Как колляции MySQL влияют на функциональность поиска в многоязычных приложениях?Какие лучшие практики выбора колляций в международных базах данных MySQL?Как оптимизировать запросы MySQL при использовании Unicode колляций?Какие различия между колляциями utf8mb4_0900_ai_ci в MySQL 8.0 и uca1400_ai_ci в MariaDB?
Спросить у NeuroAgent