长链接转短连接生成工具地址：https://www.aifabu.com

背景

我最近遇到一个面试问题，要求你设计一个将长链接转短连接的系统。一开始答得不是很好，后来通过自己的思考和阅读资料整理了这篇文章的内容。

研究定义

短网址（也叫短网址：Short URL）是将很长的网站链接缩短为短链接，因为微博有字数限制，所以生成短网址就是为了这个目的。微博、短信提醒等大部分地方已经有了很多应用。

优势

无论如何

1、在内容长度有限的平台发帖时，链接变短，可编辑文字增加

最典型的是微博，限制在140字以内。如果直接连接一个长链，比如连接后像“has11nut06bab2y3”这样的100个字符，剩下的其他可编辑内容就很少了。如果使用短链接，链接长度会大大减少，自然可编辑的文本会更多。另一个例子是短信的长度有限制。如果使用长链，一条短信很可能被拆分成两三条短信，原本一分钱的短信费变成了两三分钱。此外，使用短链在内容布局上也更加美观。

2、我们经常需要将链接转换成二维码分享给他人。如果是长链，二维码密集，难以识别，但短链则没有这个问题。

跳跃原理

我们可以将其视为整个交互过程。具体流程详情如下：

(1）用户访问短链接:;

（2）短链接服务器dwz.date收到请求，根据URL路径fn4w获取原始长链接（在KV缓存数据库中搜索）：；

(3）服务器返回302状态码，并将响应头中的Location设置；

(4）浏览器重新发送请求到；

(5）返回响应；

具体方案

优化方案算法优化

短链接标识一般是[0-9,az,AZ]的随机组合，共62个字符，所以短链接标识可以用16进制字符串表示。

首先维护一个自动递增的 ID。生成短链接时，将十进制自增ID转换为62位十六进制字符串，可以唯一标识长链接。由于ID是自增的，对应的62位字符串是不同的长链接转短连接设计，所以不会出现一个短链接对应多个长链接的问题。62个字符的排列组合可以保证短链接取之不尽用之不竭。即使仅限于 6 位长度标识的短链接，也有超过 558 亿个案例。这种算法在网上被称为自增序列算法。

1、16进制的顺序不一定严格按照0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ的顺序，这个顺序可以打乱，这样生成的短链接logo比较随意，不容易被破解。

2、长链接和短链接是否需要一对多的关系？自增主键ID算法对同一个长链接生成的短链接是不同的。因为自增主键ID不同，生成的62位字符串自然也不同。如果我们有一个长链接只对应一个短链接需求，我们可以用md5加密长链接，将加密后的md5值存入DB，根据长链接的md5值查询DB，再生成短链接关联。短链接是直接返回的，当然也可以用其他方法来维护这种关系。

短地址发送者优化方案

1、算法优化

使用上述算法，如果不做判断，即使是相同的原始URL，每次生成的短链接也会不同短链接设计，会浪费存储空间（因为需要存储多个短链接到同一个URL的映射） . 如果同一个URL可以映射到同一个短链接，这样可以节省存储空间。主要思想如下：

选项1：查表

每次生成短链接时，首先检查映射表中是否存在原始URL的映射关系，如果有则直接返回结果。显然，这种方法效率低下。

选项2：使用LRU本地缓存，空间换时间

一个固定大小的 LRU 缓存用于存储最新的 N 个映射结果。这样，如果一个链接的生成非常频繁，可以在LRU缓存中找到结果短链接设计，直接返回。这是存储空间和性能之间的折衷。

2、可扩展且高度可用

如果短链接生成服务部署在单机上，缺点是性能不足以承受海量并发访问，二是成为系统的单点。如果机器宕机，整套服务都不可用。为了解决这个问题，系统可以进行Clustering，“sharding”。

在上面描述的系统架构中，如果发送端是用 Redis 实现的，那么 Redis 就是系统的瓶颈和单点。因此，利用数据库分片的设计思想完美:设计一个将长链接地址转换为短链接地址的系统，可以部署多个发送者实例，每个实例负责一个特定的ID号。对于Segment的编号，例如，部署10个Redis单元，每个单元负责对以0-9结尾的Segment的编号。请注意，编号设备的步长应设置为 10（实例数）。

另外，长链接和短链接的映射关系的存储也可以分片。由于没有集中存储位置，因此需要开发额外的服务来找到短链接对应的原始链接的存储节点。找到正确节点上的映射关系。

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