b32bc31a3e340cd7dd655b801120dc39d8fd950a
[catagits/Catalyst-Runtime.git] / lib / Catalyst / UTF8.pod
1 =encoding UTF-8
2
3 =head1 Name
4
5 Catalyst::UTF8 - All About UTF8 and Catalyst Encoding
6
7 =head1 Description
8
9 Starting in 5.90080 L<Catalyst> will enable UTF8 encoding by default for
10 text like body responses.  In addition we've made a ton of fixes around encoding
11 and utf8 scattered throughout the codebase.  This document attempts to give
12 an overview of the assumptions and practices that  L<Catalyst> uses when
13 dealing with UTF8 and encoding issues.  You should also review the
14 Changes file, L<Catalyst::Delta> and L<Catalyst::Upgrading> for more.
15
16 We attempt to describe all relevant processes, try to give some advice
17 and explain where we may have been exceptional to respect our commitment
18 to backwards compatibility.
19
20 =head1 UTF8 in Controller Actions
21
22 Using UTF8 characters in your Controller classes and actions.
23
24 =head2 Summary
25
26 In this section we will review changes to how UTF8 characters can be used in
27 controller actions, how it looks in the debugging screens (and your logs)
28 as well as how you construct L<URL> objects to actions with UTF8 paths
29 (or using UTF8 args or captures).
30
31 =head2 Unicode in Controllers and URLs
32
33     package MyApp::Controller::Root;
34
35     use utf8;
36     use base 'Catalyst::Controller';
37
38     sub heart_with_arg :Path('♥') Args(1)  {
39       my ($self, $c, $arg) = @_;
40     }
41
42     sub base :Chained('/') CaptureArgs(0) {
43       my ($self, $c) = @_;
44     }
45
46       sub capture :Chained('base') PathPart('♥') CaptureArgs(1) {
47         my ($self, $c, $capture) = @_;
48       }
49
50         sub arg :Chained('capture') PathPart('♥') Args(1) {
51           my ($self, $c, $arg) = @_;
52         }
53
54 =head2 Discussion
55
56 In the example controller above we have constructed two matchable URL routes:
57
58     http://localhost/root/♥/{arg}
59     http://localhost/base/♥/{capture}/♥/{arg}
60
61 The first one is a classic Path type action and the second uses Chaining, and
62 spans three actions in total.  As you can see, you can use unicode characters
63 in your Path and PathPart attributes (remember to use the C<utf8> pragma to allow
64 these multibyte characters in your source).  The two constructed matchable routes
65 would match the following incoming URLs:
66
67     (heart_with_arg) -> http://localhost/root/%E2%99%A5/{arg}
68     (base/capture/arg) -> http://localhost/base/%E2%99%A5/{capture}/%E2%99%A5/{arg}
69
70 That path path C<%E2%99%A5> is url encoded unicode (assuming you are hitting this with
71 a reasonably modern browser).  Its basically what goes over HTTP when your type a
72 browser location that has the unicode 'heart' in it.  However we will use the unicode
73 symbol in your debugging messages:
74
75     [debug] Loaded Path actions:
76     .-------------------------------------+--------------------------------------.
77     | Path                                | Private                              |
78     +-------------------------------------+--------------------------------------+
79     | /root/♥/*                          | /root/heart_with_arg                  |
80     '-------------------------------------+--------------------------------------'
81
82     [debug] Loaded Chained actions:
83     .-------------------------------------+--------------------------------------.
84     | Path Spec                           | Private                              |
85     +-------------------------------------+--------------------------------------+
86     | /base/♥/*/♥/*                       | /root/base (0)                       |
87     |                                     | -> /root/capture (1)                 |
88     |                                     | => /root/arg                         |
89     '-------------------------------------+--------------------------------------'
90
91 And if the requested URL uses unicode characters in your captures or args (such as
92 C<http://localhost:/base/♥/♥/♥/♥>) you should see the arguments and captures as their
93 unicode characters as well:
94
95     [debug] Arguments are "♥"
96     [debug] "GET" request for "base/♥/♥/♥/♥" from "127.0.0.1"
97     .------------------------------------------------------------+-----------.
98     | Action                                                     | Time      |
99     +------------------------------------------------------------+-----------+
100     | /root/base                                                 | 0.000080s |
101     | /root/capture                                              | 0.000075s |
102     | /root/arg                                                  | 0.000755s |
103     '------------------------------------------------------------+-----------'
104
105 Again, remember that we are display the unicode character and using it to match actions
106 containing such multibyte characters BUT over HTTP you are getting these as URL encoded
107 bytes.  For example if you looked at the L<PSGI> C<$env> value for C<REQUEST_URI> you
108 would see (for the above request)
109
110     REQUEST_URI => "/base/%E2%99%A5/%E2%99%A5/%E2%99%A5/%E2%99%A5"
111
112 So on the incoming request we decode so that we can match and display unicode characters
113 (after decoding the URL encoding).  This makes it straightforward to use these types of
114 multibyte characters in your actions and see them incoming in captures and arguments.  Please
115 keep this in might if you are doing for example regular expression matching, length determination
116 or other string comparisons, you will need to try these incoming variables as though UTF8
117 strings.  For example in the following action:
118
119         sub arg :Chained('capture') PathPart('♥') Args(1) {
120           my ($self, $c, $arg) = @_;
121         }
122
123 when $arg is "♥" you should expect C<length($arg)> to be C<1> since it is indeed one character
124 although it will take more than one byte to store.
125
126 =head2 UTF8 in constructing URLs via $c->uri_for
127
128 For the reverse (constructing meaningful URLs to actions that contain multibyte characters
129 in their paths or path parts, or when you want to include such characters in your captures
130 or arguments) L<Catalyst> will do the right thing (again just remember to use the C<utf8>
131 pragma).
132
133     use utf8;
134     my $url = $c->uri_for( $c->controller('Root')->action_for('arg'), ['♥','♥']);
135
136 When you stringify this object (for use in a template, for example) it will automatically
137 do the right thing regarding utf8 encoding and url encoding.
138
139     http://localhost/base/%E2%99%A5/%E2%99%A5/%E2%99%A5/%E2%99%A5
140
141 Since again what you want is a properly url encoded version of this.  In this case your string
142 length will reflect URL encoded bytes, not the character length.  Ultimately what you want
143 to send over the wire via HTTP needs to be bytes.
144
145 =head1 UTF8 in GET Query and Form POST
146
147 What Catalyst does with UTF8 in your GET and classic HTML Form POST
148
149 =head2 UTF8 in URL query and keywords
150
151 The same rules that we find in URL paths also cover URL query parts.  That is
152 if one types a URL like this into the browser
153
154         http://localhost/example?♥=♥♥
155
156 When this goes 'over the wire' to your application server its going to be as
157 percent encoded bytes:
158
159
160         http://localhost/example?%E2%99%A5=%E2%99%A5%E2%99%A5
161
162 When L<Catalyst> encounters this we decode the percent encoding and the utf8
163 so that we can properly display this information (such as in the debugging
164 logs or in a response.)
165
166         [debug] Query Parameters are:
167         .-------------------------------------+--------------------------------------.
168         | Parameter                           | Value                                |
169         +-------------------------------------+--------------------------------------+
170         | ♥                                   | ♥♥                                   |
171         '-------------------------------------+--------------------------------------'
172
173 All the values and keys that are part of $c->req->query_parameters will be
174 utf8 decoded.  So you should not need to do anything special to take those
175 values/keys and send them to the body response (since as we will see later
176 L<Catalyst> will do all the necessary encoding for you).
177
178 Again, remember that values of your parameters are now decode into Unicode strings.  so
179 for example you'd expect the result of length to reflect the character length not
180 the byte length.
181
182 Just like with arguments and captures, you can use utf8 literals (or utf8
183 strings) in $c->uri_for:
184
185         use utf8;
186         my $url = $c->uri_for( $c->controller('Root')->action_for('example'), {'♥' => '♥♥'});
187
188 When you stringify this object (for use in a template, for example) it will automatically
189 do the right thing regarding utf8 encoding and url encoding.
190
191         http://localhost/example?%E2%99%A5=%E2%99%A5%E2%99%A5
192
193 Since again what you want is a properly url encoded version of this.  Ultimately what you want
194 to send over the wire via HTTP needs to be bytes (not unicode characters).
195
196 Remember if you use any utf8 literals in your source code, you should use the
197 C<use utf8> pragma.
198
199 =head2 UTF8 in Form POST
200
201 In general most modern browsers will follow the specification, which says that POSTed
202 form fields should be encoded in the same way that the document was served with.  That means
203 that if you are using modern Catalyst and serving UTF8 encoded responses, a browser is
204 supposed to notice that and encode the form POSTs accordingly.
205
206 As a result since L<Catalyst> now serves UTF8 encoded responses by default, this means that
207 you can mostly rely on incoming form POSTs to be so encoded.  L<Catalyst> will make this
208 assumption and decode accordingly (unless you explicitly turn off encoding...)  If you are
209 running Catalyst in developer debug, then you will see the correct unicode characters in
210 the debug output.  For example if you generate a POST request:
211
212         use Catalyst::Test 'MyApp';
213         use utf8;
214
215         my $res = request POST "/example/posted", ['♥'=>'♥', '♥♥'=>'♥'];
216
217 Running in CATALYST_DEBUG=1 mode you should see output like this:
218
219     [debug] Body Parameters are:
220     .-------------------------------------+--------------------------------------.
221     | Parameter                           | Value                                |
222     +-------------------------------------+--------------------------------------+
223     | ♥                                   | ♥                                    |
224     | ♥♥                                  | ♥                                    |
225     '-------------------------------------+--------------------------------------'
226
227 And if you had a controller like this:
228
229         package MyApp::Controller::Example;
230
231         use base 'Catalyst::Controller';
232
233         sub posted :POST Local {
234                 my ($self, $c) = @_;
235                 $c->res->content_type('text/plain');
236                 $c->res->body("hearts => ${\$c->req->post_parameters->{♥}}");
237         }
238
239 The following test case would be true:
240
241         use Encode 2.21 'decode_utf8';
242         is decode_utf8($req->content), 'hearts => ♥';
243
244 In this case we decode so that we can print and compare strings with multibyte characters.
245
246 B<NOTE>  In some cases some browsers may not follow the specification and set the form POST
247 encoding based on the server response.  Catalyst itself doesn't attempt any workarounds, but one
248 common approach is to use a hidden form field with a UTF8 value (You might be familiar with
249 this from how Ruby on Rails has HTML form helpers that do that automatically).  In that case
250 some browsers will send UTF8 encoded if it notices the hidden input field contains such a
251 character.  Also, you can add an HTML attribute to your form tag which many modern browsers
252 will respect to set the encoding (accept-charset="utf-8").  And lastly there are some javascript
253 based tricks and workarounds for even more odd cases (just search the web for this will return
254 a number of approaches.  Hopefully as more compliant browsers become popular these edge cases
255 will fade.
256
257 =head1 UTF8 Encoding in Body Response
258
259 When does L<Catalyst> encode your response body and what rules does it use to
260 determine when that is needed.
261
262 =head2 Summary
263
264         use utf8;
265         use warnings;
266         use strict;
267
268         package MyApp::Controller::Root;
269
270         use base 'Catalyst::Controller';
271         use File::Spec;
272
273         sub scalar_body :Local {
274                 my ($self, $c) = @_;
275                 $c->response->content_type('text/html');
276                 $c->response->body("<p>This is scalar_body action ♥</p>");
277         }
278
279         sub stream_write :Local {
280                 my ($self, $c) = @_;
281                 $c->response->content_type('text/html');
282                 $c->response->write("<p>This is stream_write action ♥</p>");
283         }
284
285         sub stream_write_fh :Local {
286                 my ($self, $c) = @_;
287                 $c->response->content_type('text/html');
288
289                 my $writer = $c->res->write_fh;
290                 $writer->write_encoded('<p>This is stream_write_fh action ♥</p>');
291                 $writer->close;
292         }
293
294         sub stream_body_fh :Local {
295                 my ($self, $c) = @_;
296                 my $path = File::Spec->catfile('t', 'utf8.txt');
297                 open(my $fh, '<', $path) || die "trouble: $!";
298                 $c->response->content_type('text/html');
299                 $c->response->body($fh);
300         }
301
302 =head2 Discussion
303
304 Beginning with L<Catalyst> version 5.90080 You no longer need to set the encoding
305 configuration (although doing so won't hurt anything).
306
307 Currently we only encode if the content type is one of the types which generally expects a
308 UTF8 encoding.  This is determined by the following regular expression:
309
310     our $DEFAULT_ENCODE_CONTENT_TYPE_MATCH = qr{text|xml$|javascript$};
311     $c->response->content_type =~ /$DEFAULT_ENCODE_CONTENT_TYPE_MATCH/
312
313 This is a global variable in L<Catalyst::Response> which is stored in the C<encodable_content_type>
314 attribute of $c->response.  You may currently alter this directly on the response or globally.  In
315 the future we may offer a configuration setting for this.
316
317 This would match content-types like the following (examples)
318
319     text/plain
320     text/html
321     text/xml
322     application/javascript
323     application/xml
324     application/vnd.user+xml
325
326 You should set your content type prior to header finalization if you want L<Catalyst> to
327 encode.
328
329 B<NOTE> We do not attempt to encode C<application/json> since the two most commonly used
330 approaches (L<Catalyst::View::JSON> and L<Catalyst::Action::REST>) have already configured
331 their JSON encoders to produce properly encoding UTF8 responses.  If you are rolling your
332 own JSON encoding, you may need to set the encoder to do the right thing (or override
333 the global regular expression to include the JSON media type).
334
335 =head2 Encoding with Scalar Body
336
337 L<Catalyst> supports several methods of supplying your response with body content.  The first
338 and currently most common is to set the L<Catalyst::Response> ->body with a scalar string (
339 as in the example):
340
341         use utf8;
342
343         sub scalar_body :Local {
344                 my ($self, $c) = @_;
345                 $c->response->content_type('text/html');
346                 $c->response->body("<p>This is scalar_body action ♥</p>");
347         }
348
349 In general you should need to do nothing else since L<Catalyst> will automatically encode
350 this string during body finalization.  The only matter to watch out for is to make sure
351 the string has not already been encoded, as this will result in double encoding errors.
352
353 B<NOTE> pay attention to the content-type setting in the example.  L<Catalyst> inspects that
354 content type carefully to determine if the body needs encoding).
355
356 B<NOTE> If you set the character set of the response L<Catalyst> will skip encoding IF the
357 character set is set to something that doesn't match $c->encoding->mime_name. We will assume
358 if you are setting an alternative character set, that means you want to handle the encoding
359 yourself.  However it might be easier to set $c->encoding for a given response cycle since
360 you can override this for a given response.  For example here's how to override the default
361 encoding and set the correct character set in the response:
362
363     sub override_encoding :Local {
364       my ($self, $c) = @_;
365       $c->res->content_type('text/plain');
366       $c->encoding(Encode::find_encoding('Shift_JIS'));
367       $c->response->body("テスト");
368     }
369
370 This will use the alternative encoding for a single response.
371
372 B<NOTE> If you manually set the content-type character set to whatever $c->encoding->mime_name
373 is set to, we STILL encode, rather than assume your manual setting is a flag to override.  This
374 is done to support backward compatible assumptions (in particular L<Catalyst::View::TT> has set
375 a utf-8 character set in its default content-type for ages, even though it does not itself do any
376 encoding on the body response).  If you are going to handle encoding manually you may set
377 $c->clear_encoding for a single request response cycle, or as in the above example set an alternative
378 encoding.
379
380 =head2 Encoding with streaming type responses
381
382 L<Catalyst> offers two approaches to streaming your body response.  Again, you must remember
383 to set your content type prior to streaming, since invoking a streaming response will automatically
384 finalize and send your HTTP headers (and your content type MUST be one that matches the regular
385 expression given above.)
386
387 Also, if you are going to override $c->encoding (or invoke $c->clear_encoding), you should do
388 that before anything else!
389
390 The first streaming method is to use the C<write> method on the response object.  This method
391 allows 'inlined' streaming and is generally used with blocking style servers.
392
393         sub stream_write :Local {
394                 my ($self, $c) = @_;
395                 $c->response->content_type('text/html');
396                 $c->response->write("<p>This is stream_write action ♥</p>");
397         }
398
399 You may call the C<write> method as often as you need to finish streaming all your content.
400 L<Catalyst> will encode each line in turn as long as the content-type meets the 'encodable types'
401 requirement and $c->encoding is set (which it is, as long as you did not change it).
402
403 B<NOTE> If you try to change the encoding after you start the stream, this will invoke an error
404 response.  However since you've already started streaming this will not show up as an HTTP error
405 status code, but rather error information in your body response and an error in your logs.
406
407 The second way to stream a response is to get the response writer object and invoke methods
408 on that directly:
409
410         sub stream_write_fh :Local {
411                 my ($self, $c) = @_;
412                 $c->response->content_type('text/html');
413
414                 my $writer = $c->res->write_fh;
415                 $writer->write_encoded('<p>This is stream_write_fh action ♥</p>');
416                 $writer->close;
417         }
418
419 This can be used just like the C<write> method, but typically you request this object when
420 you want to do a nonblocking style response since the writer object can be closed over or
421 sent to a model that will invoke it in a non blocking manner.  For more on using the writer
422 object for non blocking responses you should review the C<Catalyst> documentation and also
423 you can look at several articles from last years advent, in particular:
424
425 L<http://www.catalystframework.org/calendar/2013/10>, L<http://www.catalystframework.org/calendar/2013/11>,
426 L<http://www.catalystframework.org/calendar/2013/12>, L<http://www.catalystframework.org/calendar/2013/13>,
427 L<http://www.catalystframework.org/calendar/2013/14>.
428
429 The main difference this year is that previously calling ->write_fh would return the actual
430 L<Plack> writer object that was supplied by your plack application handler, whereas now we wrap
431 that object in a lightweight decorator object that proxies the C<write> and C<close> methods
432 and supplies an additional C<write_encoded> method.  C<write_encoded> does the exact same thing
433 as C<write> except that it will first encode the string when necessary.  In general if you are
434 streaming encodable content such as HTML this is the method to use.  If you are streaming
435 binary content, you should just use the C<write> method (although if the content type is set
436 correctly we would skip encoding anyway, but you may as well avoid the extra noop overhead).
437
438 The last style of content response that L<Catalyst> supports is setting the body to a filehandle
439 like object.  In this case the object is passed down to the Plack application handler directly
440 and currently we do nothing to set encoding.
441
442         sub stream_body_fh :Local {
443                 my ($self, $c) = @_;
444                 my $path = File::Spec->catfile('t', 'utf8.txt');
445                 open(my $fh, '<', $path) || die "trouble: $!";
446                 $c->response->content_type('text/html');
447                 $c->response->body($fh);
448         }
449
450 In this example we create a filehandle to a text file that contains UTF8 encoded characters. We
451 pass this down without modification, which I think is correct since we don't want to double
452 encode.  However this may change in a future development release so please be sure to double
453 check the current docs and changelog.  Its possible a future release will require you to to set
454 a encoding on the IO layer level so that we can be sure to properly encode at body finalization.
455 So this is still an edge case we are writing test examples for.  But for now if you are returning
456 a filehandle like response, you are expected to make sure you are following the L<PSGI> specification
457 and return raw bytes.
458
459 =head2 Override the Encoding on Context
460
461 As already noted you may change the current encoding (or remove it) by setting an alternative
462 encoding on the context;
463
464     $c->encoding(Encode::find_encoding('Shift_JIS'));
465
466 Please note that you can continue to change encoding UNTIL the headers have been finalized.  The
467 last setting always wins.  Trying to change encoding after header finalization is an error.
468
469 =head2 Setting the Content Encoding HTTP Header
470
471 In some cases you may set a content encoding on your response.  For example if you are encoding
472 your response with gzip.  In this case you are again on your own.  If we notice that the
473 content encoding header is set when we hit finalization, we skip automatic encoding:
474
475     use Encode;
476     use Compress::Zlib;
477     use utf8;
478
479     sub gzipped :Local {
480       my ($self, $c) = @_;
481
482       $c->res->content_type('text/plain');
483       $c->res->content_type_charset('UTF-8');
484       $c->res->content_encoding('gzip');
485
486       $c->response->body(
487         Compress::Zlib::memGzip(
488           Encode::encode_utf8("manual_1 ♥")));
489     }
490
491
492 If you are using L<Catalyst::Plugin::Compress> you need to upgrade to the most recent version
493 in order to be compatible with changes introduced in L<Catalyst> 5.90080.  Other plugins may
494 require updates (please open bugs if you find them).
495
496 B<NOTE> Content encoding may be set to 'identify' and we will still perform automatic encoding
497 if the content type is encodable and an encoding is present for the context.
498
499 =head2 Using Common Views
500
501 The following common views have been updated so that their tests pass with default UTF8
502 encoding for L<Catalyst>:
503
504 L<Catalyst::View::TT>, L<Catalyst::View::Mason>, L<Catalyst::View::HTML::Mason>,
505 L<Catalyst::View::Xslate>
506
507 See L<Catalyst::Upgrading> for additional information on L<Catalyst> extensions that require
508 upgrades.
509
510 In generally for the common views you should not need to do anything special.  If your actual
511 template files contain UTF8 literals you should set configuration on your View to enable that.
512 For example in TT, if your template has actual UTF8 character in it you should do the following:
513
514     MyApp::View::TT->config(ENCODING => 'utf-8');
515
516 However L<Catalyst::View::Xslate> wants to do the UTF8 encoding for you (We assume that the
517 authors of that view did this as a workaround to the fact that until now encoding was not core
518 to L<Catalyst>.  So if you use that view, you either need to tell it to not encode, or you need
519 to turn off encoding for Catalyst.
520
521     MyApp::View::Xslate->config(encode_body => 0);
522
523 or
524
525     MyApp->config(encoding=>undef);
526
527 Preference is to disable it in the View.
528
529 Other views may be similar.  You should review View documentation and test during upgrading.
530 We tried to make sure most common views worked properly and noted all workaround but if we
531 missed something please alert the development team (instead of introducing a local hack into
532 your application that will mean nobody will ever upgrade it...).
533
534 =head2 Setting the response from an external PSGI application.
535
536 L<Catalyst::Response> allows one to set the response from an external L<PSGI> application.
537 If you do this, and that external application sets a character set on the content-type, we
538 C<clear_encoding> for the rest of the response.  This is done to prevent double encoding.
539
540 B<NOTE> Even if the character set of the content type is the same as the encoding set in
541 $c->encoding, we still skip encoding.  This is a regrettable difference from the general rule
542 outlined above, where if the current character set is the same as the current encoding, we
543 encode anyway.  Nevertheless I think this is the correct behavior since the earlier rule exists
544 only to support backward compatibility with L<Catalyst::View::TT>.
545
546 In general if you want L<Catalyst> to handle encoding, you should avoid setting the content
547 type character set since Catalyst will do so automatically based on the requested response
548 encoding.  Its best to request alternative encodings by setting $c->encoding and if you  really
549 want manual control of encoding you should always $c->clear_encoding so that programmers that
550 come after you are very clear as to your intentions.
551
552 =head2 Disabling default UTF8 encoding
553
554 You may encounter issues with your legacy code running under default UTF8 body encoding.  If
555 so you can disable this with the following configurations setting:
556
557         MyApp->config(encoding=>undef);
558
559 Where C<MyApp> is your L<Catalyst> subclass.
560
561 If you believe you have discovered a bug in UTF8 body encoding, I strongly encourage you to
562 report it (and not try to hack a workaround in your local code).  We also recommend that you
563 regard such a workaround as a temporary solution.  It is ideal if L<Catalyst> extension
564 authors can start to count on L<Catalyst> doing the write thing for encoding
565
566 =head1 Conclusion
567
568 This document has attempted to be a complete review of how UTF8 and encoding works in the
569 current version of L<Catalyst> and also to document known issues, gotchas and backward
570 compatible hacks.  Please report issues to the development team.
571
572 =head1 Author
573
574 John Napiorkowski L<jjnapiork@cpan.org|email:jjnapiork@cpan.org>
575
576 =cut
577