1. SQL Server存储表情的需求背景
近年来，表情的使用越来越流行，逐渐成为人们交流的一种基本方式。在移动互联网时代，表情的使用更加普及，不论是在社交软件、聊天工具、邮件还是评论区等等，表情都很普遍。而在应用程序中，表情的使用也越来越广泛，表情的意义常常不亚于文字。这也就意味着，在存储数据中，我们经常需要存储表情等非文本数据，以便更好地满足用户需求。
2. 存储表情的传统方式
2.1. Char(Varchar)类型
在传统的数据库中，常使用char或varchar类型存储表情等非文本数据。由于英文字符占用一个字节，而中文字占用两个字节，因此char(n)类型字符串可以存储长度为n的英文字符，但是只能存储n/2个中文字符。varchar类型字符串最大长度与char类型一致，但是却支持变长。这种方式本质上是在将表情字符转换为utf-8编码，并存储在char或varchar类型列中。
CREATE TABLE user(
id int NOT NULL,
name varchar(50),
avatar varchar(100)
);
以上是存储用户信息的表，其中avatar列存储用户头像链接。如果要存储表情头像，可以直接将表情的utf-8编码存储在avatar列中。比如，如果要存储一个微笑的表情，可以将它的utf-8编码"\xF0\x9F\x98\x81"存储在avatar列中。但是，这种方式存在很多不足之处，比如：
不适用于所有数据库，一些数据库可能不支持存储非文本数据的char或varchar类型列；
存储空间浪费严重，每个表情占用4个字节，会对数据库性能产生负面影响；
可读性差，难以维护。
2.2. 二进制大对象（BLOB）类型
另一种存储非文本数据的方式是使用二进制大对象（BLOB）类型，这种方式会将非文本数据二进制化后存储在BLOB类型列中。这种方式可以针对所有数据库进行存储；另外，由于二进制数据占用存储空间相对较小，因此可以减少存储空间的浪费。但是，这种方式同样存在一些缺点。比如：
存储效率较低，读写二进制数据会比读写文本数据慢一些；
不方便查询和操作，无法直接查询和比较二进制数据；
可读性差，也难以维护。如果需要使用特定工具才能读取和修改存储的二进制数据。
3. 新技术：存储表情的Base64编码
为了解决传统方式的不足之处，新技术应运而生：存储表情的Base64编码。Base64编码是将二进制数据转换为文本数据的一种编码方式，通过将每3个字节转换为4个ASCII字符的文本字符串形式，从而实现二进制数据转换为文本数据的目的。而存储表情的Base64编码，也就是将表情的二进制数据编码为文本字符串，并存储在数据库中的一种方式。
3.1. Base64编码的优势
支持所有数据库，可以存储在char或varchar类型列中；
存储空间利用率高，一般只需要增加原二进制数据的1/3左右的空间，不会对存储空间造成过多的浪费；
便于查询和操作，可以直接在sql语句中进行比较和操作；
可读性强，简单易懂，也容易维护
3.2. 将表情的字节数组编码为Base64字符串
在C#中，可以使用Convert.ToBase64String()方法将字节数组编码为Base64字符串。比如，将一个微笑的表情编码为Base64字符串的代码如下：
byte[] bytes = new byte[]{0xF0, 0x9F, 0x98, 0x81};
string base64Str = Convert.ToBase64String(bytes);
以上代码将微笑表情的字节数组{0xF0, 0x9F, 0x98, 0x81}编码为Base64字符串"/CDvv70="。
3.3. 存储Base64编码的表情字符
在SQL Server中，我们可以直接将Base64编码的表情字符存储在char或varchar类型列中。比如，将一个用户的信息存储到user表中的代码如下：
CREATE TABLE user(
id int NOT NULL,
name varchar(50),
avatar varchar(100)
);
INSERT INTO user(id, name, avatar) VALUES(1, 'Tom', '/CDvv70=');
以上代码将一个名为"Tom"的用户信息插入到user表中，其中id为1，avatar列中存储了一个的微笑表情的Base64编码字符串。
4. 应用：在ASP.NET Core项目中存储表情
在ASP.NET Core项目中，存储表情的方式与传统的ASP.NET项目并无不同。由于ASP.NET Core项目通常采用依赖注入(DI)方式进行配置，因此可以将存储表情的方式封装成服务(Service)或中间件(Middleware)，方便在多个地方复用。
4.1. 封装基于Base64编码的存储服务
首先，我们可以将基于Base64编码的存储方式封装成一个服务，以便在项目中的不同组件中复用该方式。下面是一个针对User实体类的存储服务：
using System;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.Extensions.Options;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.SqlClient;
using System.Data;
using Dapper;
//Poppy.Storage.SqlServer项目
namespace Poppy.Storage.SqlServer
{
public interface IUserRepository
{
Task CreateUser(User user);
Task GetUser(int id);
}
public class UserRepository : IUserRepository
{
private readonly string _connectionString;
public UserRepository(IOptions<SqlServerOptions> options)
{
_connectionString = options.Value.ConnectionString;
}
public async Task CreateUser(User user)
{
using (SqlConnection conn = new SqlConnection(_connectionString))
{
await conn.ExecuteAsync("INSERT INTO user(name, avatar) VALUES(@name, @avatar)", user);
}
}
public async Task<User> GetUser(int id)
{
using (SqlConnection conn = new SqlConnection(_connectionString))
{
return await conn.QueryFirstOrDefaultAsync<User>("SELECT * FROM user WHERE id=@id", new { id });
}
}
}
public class User
{
public int Id { get; set; }
public string Name { get; set; }
public string Avatar { get; set; }
}
}
以上代码中，定义了IUserRepository接口和UserRepository实现类，通过构造函数传入连接字符串(_connectionString)，并使用Dapper库进行存储和查询操作。其中，CreateUser方法将User实体类插入到user表中，包括表情Avatar字段，查询操作也可以正常处理存储表情的Base64编码字段。在使用该服务时，只需将其注入到需要使用的地方即可。
4.2. 针对存储表情的中间件
中间件(Middleware)是ASP.NET Core项目中经常用到的一种组件，可以在请求处理管道(Request Pipeline)中的任何位置添加处理。存储表情的中间件可以用于将二进制数据转换为Base64编码，并存储在请求中。
using Microsoft.AspNetCore.Http.Extensions;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc.Filters;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
namespace Poppy.Storage
{
public class StoreEmojiMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
public StoreEmojiMiddleware(RequestDelegate next)
{
_next = next;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context, IUserRepository userRepository)
{
if (context.Request.Method.ToLower() == "post" && context.Request.ContentType.ToLower().Contains("form"))
{
var form = await context.Request.ReadFormAsync();
foreach (var key in form.Keys)
{
var values = form[key];
for (int i = 0; i < values.Count; i++)
{
if (IsBinaryData(values[i]))
{
byte[] data = Convert.FromBase64String(values[i]);
string base64String = Convert.ToBase64String(data);
values[i] = base64String;
}
}
}
}
await _next(context);
}
private bool IsBinaryData(string value)
{
if (string.IsNullOrEmpty(value)) return false;
return value.Any(c => char.IsControl(c) && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n');
}
}
public class StoreEmojiAttribute : TypeFilterAttribute
{
public StoreEmojiAttribute() : base(typeof(StoreEmojiFilter)) { }
}
public class StoreEmojiFilter : IAsyncActionFilter
{
private readonly IUserRepository _userRepository;
public StoreEmojiFilter(IUserRepository userRepository)
{
_userRepository = userRepository;
}
public async Task OnActionExecutionAsync(ActionExecutingContext context, ActionExecutionDelegate next)
{
if (context.ActionArguments.ContainsKey("user"))
{
User user = context.ActionArguments["user"] as User;
if (user != null && !string.IsNullOrEmpty(user.Avatar))
{
byte[] data = Convert.FromBase64String(user.Avatar);
user.Avatar = Convert.ToBase64String(data);
}
}
await next();
}
}
}
以上是一个针对存储表情的中间件，这个中间件的作用是将传输的二进制数据自动转换为Base64编码，并转换为字符串存储。具体来说，中间件会检测请求的Content-Type，如果是application/x-www-form-urlencoded格式，需要对请求中的每个表单字段进行处理。如果是二进制数据，则先转换为字节数组，再转换为Base64编码，并保存到表单字段中。
5. 总结
存储表情的Base64编码是一种轻量级、易于使用和维护的存储方式。这种方式支持所有主流的数据库，可以便利地存储和查询表情等非文本数据。在ASP.NET Core项目中，可以将存储表情的Base64编码封装成服务(Service)或中间件(Middleware)，方便在项目的不同组件中复用。
尽管存储表情的Base64编码方式有许多优点，但是这种方式也有缺点。比如，Base64编码会占用更多的存储空间（大约是原始二进制数据的1.5倍），同时还会降低查询和处理速度（尽管这个差别一般不会太大）。因此，在存储大量表情等非文本数据时，还需要根据具体情况权衡使用Base64编码方式和二进制大对象（BLOB）方式。