はじめに結論

db:create 実行時に、config/database.yml の encoding 設定に基づき、データベースレベルで設定される。

なので、Rails (ActiveRecord) のマイグレーションでは以下に留意する。

config/database.yml に encoding 設定があるか？
- この設定が存在しない場合、db:migrate で作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET が意図しないものになる可能性がある（Rails 5.1.4 では utf8 になる）
データベースが db:create によって作成されているか？
- 他手段（SQL直実行など）で作成した場合、db:migrate で作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET が config/database.yml の encoding 設定の値と一致しなくなる
db:create 実行後に config/database.yml の encoding を変えたりしていないか？
- この状態で db:drop db:create せずに db:migrate を実行すると、新規作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET は以前の encoding の設定値になる

あるいは、以下のようにマイグレーションスクリプト側で DEFAULT CHARSET を含むオプションを明記するアプローチもある。こうすれば、上述の留意点が不要になる。

db/migrate/yyyymmddhhmmss_create_examples.rb

class CreateExamples < ActiveRecord::Migration[5.1]
  def change
    create_table :examples, options: "DEFAULT CHARSET=utf8mb4" do |t|
      ...
    end
  end
end

どういうことなのか

MySQLでは、テーブル作成時の DEFAULT CHARSET が以下の2段階で定義される。

上記のうち、character_set_database はデータベース毎に異なる値を持つことができる。各データベースで何が設定されているかは、例えば以下の方法で確認できる。

SHOW VARIABLES 構文：

mysql> USE some_database;
Database changed

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'character_set_database'; -- 現在選択中のデータベースによって値が変わる
+------------------------+---------+
| Variable_name          | Value   |
+------------------------+---------+
| character_set_database | utf8mb4 |
+------------------------+---------+

SHOW CREATE DATABASE 構文：

mysql> SHOW CREATE DATABASE some_database;
+---------------+---------------------------------------------------------------------------+
| Database      | Create Database                                                           |
+---------------+---------------------------------------------------------------------------+
| some_database | CREATE DATABASE `some_database` /*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 */ |
+---------------+---------------------------------------------------------------------------+

この character_set_database に相当する値は、データベース作成時に以下のようにして設定できる。

mysql> CREATE DATABASE some_database DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

このデータベースに対して DEFAULT CHARSET オプションの無いテーブルを作成した場合、DEFAULT CHARSET には character_set_database の値が設定される。

mysql> CREATE TABLE examples (id bigint AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY);
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> SHOW CREATE TABLE examples\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: examples
Create Table: CREATE TABLE `examples` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4
1 row in set (0.00 sec)

そして Rails (ActiveRecord) マイグレーションでは、db:create 実行時に config/database.yml の encoding 設定に基づき character_set_database 相当の値を設定するように実装されているようだ。更に、encoding 設定が無い場合は utf8 を設定するようだ。

activerecord-5.1.4: lib/active_record/tasks/mysql_database_tasks.rb#L12

def create
  establish_connection configuration_without_database
  connection.create_database configuration["database"], creation_options
  ...

activerecord-5.1.4: lib/active_record/tasks/mysql_database_tasks.rb#L87

def creation_options
  Hash.new.tap do |options|
    options[:charset]     = configuration["encoding"]   if configuration.include? "encoding"
    options[:collation]   = configuration["collation"]  if configuration.include? "collation"
  end
end

activerecord-5.1.4: lib/active_record/connection_adapters/abstract_mysql_adapter.rb#L277

def create_database(name, options = {})
  if options[:collation]
    execute "CREATE DATABASE #{quote_table_name(name)} DEFAULT CHARACTER SET #{quote_table_name(options[:charset] || 'utf8')} COLLATE #{quote_table_name(options[:collation])}"
  else
    execute "CREATE DATABASE #{quote_table_name(name)} DEFAULT CHARACTER SET #{quote_table_name(options[:charset] || 'utf8')}"
  end
end

上記は 5.1.4 (2018/01/17 時点での最新版) での実装だが、例えば Qiitaのこのエントリを見ると 4.2系でも同様の実装のようだ。

どのようにハマり得るのか

例えば、事前にSQL直実行でデータベースを作成し（この時点で作成したデータベースの character_set_database はMySQLサーバ設定依存の latin1 とかになり得る）、それから db:migrate を実行した場合、database.yml の encoding が utf8mb4 になっていても、作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET は latin1 とかになってしまう。

また例えば、過去に database.yml の encoding を未指定 or utf8 にした状態で db:create していて、その後 encoding を utf8mb4 に変更してから db:migrate を実行した場合、新たに作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET は utf8 のままになる。

この際タチが悪いのは、db:migrate によって作成/更新される db/schema.rb のテーブル定義の DEFAULT CHARSET は、database.yml の encoding 設定に基づいた値になっているということ（その値でテーブルを作成した気になっている）。このため、db/schema.rb に DEFAULT CHARSET=utf8mb4 とあるので安心していたが実際のテーブルは latin1 とか utf8 になっていた、という事態が発生し得る。

いずれの場合も、一旦 db:drop db:create してから db:migrate することで、現在の database.yml の encoding の値を新規作成テーブルの DEFAULT CHARSET に反映できる。

どう気をつけると良いのか

「はじめに結論」の再掲だが、Rails (ActiveRecord) のマイグレーションでは以下に気をつける。

config/database.yml に encoding 設定があるか？
- この設定が存在しない場合、db:migrate で作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET が意図しないものになる可能性がある（Rails 5.1.4 では utf8 になる）
データベースが db:create によって作成されているか？
- 他手段（SQL直実行など）で作成した場合、db:migrate で作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET が config/database.yml の encoding 設定の値と一致しなくなる
db:create 実行後に config/database.yml の encoding を変えたりしていないか？
- この状態で db:drop db:create せずに db:migrate を実行すると、新規作成されるテーブルの DEFAULT CHARSET は以前の encoding の設定値になる

db/migrate/yyyymmddhhmmss_create_examples.rb

class CreateExamples < ActiveRecord::Migration[5.1]
  def change
    create_table :examples, options: "DEFAULT CHARSET=utf8mb4" do |t|
      ...
    end
  end
end

Rails (ActiveRecord) マイグレーションで MySQL テーブル作成時の文字コード (DEFAULT CHARSET) はどのように設定されるのか

はじめに結論

どういうことなのか

どのようにハマり得るのか

どう気をつけると良いのか