本文將簡單介紹，如何去完成一個縮短網(wǎng)址的功能。

Node.js + MySQL + redis版本的源碼地址：github

Demo地址：www.ecool.fun/shortLink

什么是短鏈接

短鏈接，通俗來說，就是將長的URL網(wǎng)址，通過程序計算等方式，轉(zhuǎn)換為簡短的網(wǎng)址字符串。

大家經(jīng)常可以從微博或者各類營銷短信中，看到短鏈接，形式一般類似于 t.cn/xxxxxx，點擊后，就能跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的頁面。

早期短鏈接廣泛應(yīng)用于圖片上傳網(wǎng)站，通過縮短網(wǎng)址URL鏈接字?jǐn)?shù)，達(dá)到減少代碼字符串的目的。更便于使用者引用網(wǎng)址，寫入代碼中，節(jié)省字符數(shù)空間。常見于網(wǎng)店圖片分類的使用，因有字符限制，運用短鏈接，達(dá)到外鏈圖片的目的，自微博盛行以來，在微博字?jǐn)?shù)有限的特色下，短鏈接也盛行于微博網(wǎng)站，以節(jié)省字?jǐn)?shù)，給博主發(fā)布更多文字的空間。

將長鏈接轉(zhuǎn)成短鏈接，一般是為了方便記憶或者傳播。

需要完成的功能

從上面的介紹中，我們得出，縮短網(wǎng)址需要完成以下兩個功能點：

• 將長網(wǎng)址縮短成短鏈接
• 點擊生成短鏈接，能正常跳轉(zhuǎn)到原來的長網(wǎng)址頁面

全流程設(shè)計

其實上述功能點的原理很簡單，簡單描述一下：

• 用戶輸入長網(wǎng)址，服務(wù)端接收后進(jìn)行處理，并根據(jù)長網(wǎng)址的內(nèi)容，生成一個短碼，并將映射關(guān)系進(jìn)行存儲。然后根據(jù)短碼拼接出短鏈接，返回給用戶；
• 用戶點擊短鏈接，服務(wù)器端根據(jù)短鏈接中的短碼，查找到對應(yīng)的長網(wǎng)址，并302跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的頁面。

知識點：為什么要使用302跳轉(zhuǎn)，而不是301跳轉(zhuǎn)呢？

301是永久重定向，302是臨時重定向。短地址一經(jīng)生成就不會變化，所以用301是符合http語義的。但是如果用了301， google，百度等搜索引擎，搜索的時候會直接展示真實地址，那我們就無法統(tǒng)計到短地址被點擊的次數(shù)了，也無法收集用戶的Cookie, User Agent 等信息，這些信息可以用來做很多有意思的大數(shù)據(jù)分析，也是短網(wǎng)址服務(wù)商的主要盈利來源。

引自知乎-武林的回答，原文鏈接

整個流程的設(shè)計如下圖所示：

可以看到，我用到了MySQL和Redis來存儲長網(wǎng)址和短碼之間的映射關(guān)系。

用MySQL想必大家都能理解，但是為什么要用 Redis 呢，直接用數(shù)據(jù)庫不就好了嗎？

這個主要是考慮到生成短鏈接，在投放之后的訪問量會比較大，使用 Redis 緩存后，能有效降低數(shù)據(jù)庫的壓力。

生成短碼的方法

通過上面的全流程設(shè)計，會發(fā)現(xiàn)主要的問題就是如何通過長網(wǎng)址，去生成對應(yīng)的短碼。

短碼一般是由 [a - z, A - Z, 0 - 9] 這62 個字母或數(shù)字組成，短碼的長度也可以自定義，但一般不超過8位。比較常用的都是6位，6位的短碼已經(jīng)能有568億種的組合：(26+26+10)^6 = 56800235584，已滿足絕大多數(shù)的使用場景。

目前比較流行的生成短碼方法有：自增id、摘要算法、普通隨機數(shù)。

• 自增id

該方法是一種無碰撞的方法，原理是，每新增一個短碼，就在上次添加的短碼id基礎(chǔ)上加1，然后將這個10進(jìn)制的id值，轉(zhuǎn)化成一個62進(jìn)制的字符串。

一般利用數(shù)據(jù)表中的自增id來完成：每次先查詢數(shù)據(jù)表中的自增id最大值max，那么需要插入的長網(wǎng)址對應(yīng)自增id值就是 max+1，將max+1轉(zhuǎn)成62進(jìn)制即可得到短碼。

但是短碼 id 是從一位長度開始遞增，短碼的長度不固定，不過可以用 id 從指定的數(shù)字開始遞增的方式來處理，確保所有的短碼長度都一致。同時，生成的短碼是有序的，可能會有安全的問題，可以將生成的短碼id，結(jié)合長網(wǎng)址等其他關(guān)鍵字，進(jìn)行md5運算生成最后的短碼。

10進(jìn)制轉(zhuǎn)成62進(jìn)制的具體實現(xiàn)：

function string10to62(number) {
 const chars = '0123456789abcdefghigklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIGKLMNOPQRSTUVWXYZ';
 const charsArr = chars.split('');
 const radix = chars.length;
 let qutient = +number;
 let arr = [];
 do{
 let mod = qutient % radix;
 qutient = (qutient - mod) / radix;
 arr.unshift(charsArr[mod]);
 }while(qutient);
 return arr.join('');
}
復(fù)制代碼

• 摘要算法

摘要算法又稱哈希算法，它表示輸入任意長度的數(shù)據(jù)，輸出固定長度的數(shù)據(jù)。相同的輸入數(shù)據(jù)始終得到相同的輸出，不同的輸入數(shù)據(jù)盡量得到不同的輸出。

算法思路：

1、將長網(wǎng)址通過 md5 運算，生成 32 字符的 hex string，分為 4 段，每段 8 個字符；

2、對這四段循環(huán)處理，取 8 個字節(jié)，將其看成 16 進(jìn)制串，并與 0x3fffffff(30位1) 與操作，即超過 30 位的忽略處理；

3、這 30 位分成 6 段，每 5 位的數(shù)字作為字母表的索引取得特定字符，依次進(jìn)行獲得 6 位字符串。

4、總的 md5 串可以獲得 4 個 6 位串，取里面的任意一個就可作為這個長網(wǎng)址的短鏈接 url 地址。

雖然幾率很小，但是該方法依然存在碰撞的可能性，解決沖突會比較麻煩。不過該方法生成的短碼位數(shù)，是固定的，也不存在連續(xù)生成的短碼有序的情況。

• 普通隨機數(shù)

該方法是從62個字符串中隨機取出一個6位短碼的組合，然后去數(shù)據(jù)庫中查詢該短碼是否已存在。如果已存在，就繼續(xù)循環(huán)該方法重新獲取短碼，否則就直接返回。

該方法是最簡單的一種實現(xiàn)，不過由于Math.round()方法生成的隨機數(shù)屬于偽隨機數(shù)，碰撞的可能性也不小。在數(shù)據(jù)比較多的情況下，可能會循環(huán)很多次，才能生成一個不沖突的短碼。

具體實現(xiàn)：

// 獲取唯一的Link
async getShortLink() {
 const shortLink = this.generateShortLink();
 // 查詢數(shù)據(jù)庫中是否存在該鏈接，如果存在，就直接返回
 const searchResult = await this.searchByLinkInMySQL(shortLink);
 if (searchResult && searchResult.length > 0) {
 // 如果shortLink已經(jīng)存在，就遍歷重新生成
 return this.getShortLink();
 }
 return shortLink;
}
// 生成隨機的Link
generateShortLink() {
 let str = '';
 const arr = [
 '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z',
 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z',
 ];
 for (let i = 0; i < 6; i++) {
 const pos = Math.round(Math.random() * (arr.length - 1));
 str += arr[pos];
 }
 return str;
}
復(fù)制代碼

綜上，比較推薦使用第一種方法來實現(xiàn)短碼的生成