怎么用Java设计一个短链接生成系统

本文主要讲解“如何用Java设计一个短链接生成系统”。本文的解释简单明了，易学易懂。现在，请跟随边肖的思路，学习学习“如何用Java设计短链接生成系统”！

00-1010相信你在生活中会收到很多短信，尤其是最近双十一活动期间，那些短信有两个特点。第一个是几乎都是垃圾邮件，这里可以忽略。第二个是链接很短，比如下面这个：

我们知道，有些短信是有字数限制的，所以直接放一个各种参数的链接是不合适的。另一点是我们不想暴露参数。好处如下：

太长的链接很容易被限制长度。

短链接看起来简洁，长链接看起来愚蠢。

安全，不想暴露参数。

链接转换可以统一，当然也可以实现计数点击等操作。

背后的原理是什么？怎么发生的？你会如何设计这样一个系统？[来自养鹅场采访者]

00-1010短链接展示逻辑

这里最重要的知识点是重定向。让我们先回顾一下http的状态代码：

分类1**服务器收到请求需要请求者继续执行操作2**成功，操作成功收到并处理3**重定向，需要进一步操作完成请求4**客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求5**服务器错误，服务器在处理请求的过程中出现错误，所以以3开头的状态码都是关于重定向的：

00:多种选择，可以存在于多个地点。

31:永久重定向，浏览器会缓存并自动重定向到新地址。

02:临时重定向，客户端将继续使用旧URL。

303:检查其他地址，类似于301。

04:未修改。请求的资源尚未修改。当服务器返回此状态代码时，将不会返回任何资源。

05:访问资源需要代理。

36:放弃状态代码

07:临时重定向，使用获取请求重定向

整个跳跃过程：

1.用户访问短链接并请求到达服务器。

2.服务器用长链接替换短链接，然后将重定向的状态代码301/302返回给浏览器。

301永久重定向会导致浏览器缓存重定向地址，短链接系统不会正确统计访问次数。

02临时重定向可以解决次数不准确的问题，但每次改为短链接系统，对服务器的压力就会增加。

3.浏览器获得重定向的状态代码和真正需要访问的地址，并重定向到真正的长链接。

从下图可以看出，链接确实被302重定向到了新地址，并且在返回的报头中有一个字段：Location是要重定向的地址：

00-1010全球发射机

当然，我们首先想到的是压缩。和文件压缩一样，压缩后，我们解压恢复到原来的链接，重定向到原来的链接。不幸的是，这是行不通的。你见过能直接把这么长的数字压缩到这么短的长度的压缩方法吗？其实这是不可能的。就像霍夫曼树一样，它只能高效压缩重复字符多的字符串。和link一样，可能会带很多参数，而且有各种不规则性，所以直接压缩算法是不现实的。

那么https://dx.10086.cn/tzHLFw和https://gd.10086.cn/gmccapp/webpage/payPhonemoney/index.html?之间的交换是什么渠道=？前面的路径没变，但是变的是后面的路径，也就是tzHLFw和gmccapp/网页/payphonemoney/index.html？通道=之间的转换。

其实也很简单，就是数据库中的一条数据，一个id对应一个长链接(相当于一个全局发送者，一个全局唯一ID):

idurl

ead>

这里用到的，也就是我们之前说过的分布式全局唯一ID，如果我们直接用id作为参数，貌似也可以：https://dx.10086.cn/1，访问这个链接时，去数据库查询获得真正的url，再重定向。

单机的唯一ID很简单，用原子类AtomicLong就可以，但是分布式的就不行了，简单点可以用 redis，或者数据库自增，或者可以考虑Zookeeper之类的。

id 转换策略

但是直接用递增的数字，有两个坏处：

• 数字很大的时候，还是很长

• 递增的数字，不安全，规律性太强了

明显我们平时看到的链接也不是数字的，一般都是大小写字母加上数字。为了缩短链接的长度，我们必须把id转换掉，比如我们的短链接由a-z,A-Z,0-9组成，相当于62进制的数字，将id转换成为62进制的数字:

public class ShortUrl {
 
    private static final String BASE = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
 
    public static String toBase62(long num) {
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        do {
            int i = (int) (num % 62);
            result.append(BASE.charAt(i));
            num /= 62;
        } while (num > 0);
 
        return result.reverse().toString();
    }
 
    public static long toBase10(String str) {
        long result = 0;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            result = result * 62 + BASE.indexOf(str.charAt(i));
        }
        return result;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        // tzHLFw
        System.out.println(toBase10("tzHLFw"));
        System.out.println(toBase62(27095455234L));
    }
}

id转 62位的key 或者key装换成为id都已经实现了，不过计算还是比较耗时的，不如加个字段存起来，于是数据库变成了：

但是这样还是很容易被猜出这个id和key的对应关系，要是被遍历访问，那还是很不安全的，如果担心，可以随机将短链接的字符顺序打乱，或者在适当的位置加上一些随机生成的字符，比如第1，4，5 位是随机字符，其他位置不变，只要我们计算的时候，将它对应的关系存到数据库，我们就可以通过连接的key找到对应的url。（值得注意的是，key必须是全局唯一的，如果冲突，必须重新生成）

一般短链接都有过期时间，那么我们也必须在数据库里面加上对应的字段，访问的时候，先判断是否过期，过期则不给予重定向。

性能考虑

如果有很多短链接暴露出去了，数据库里面数据很多，这个时候可以考虑使用缓存优化，生成的时候顺便把缓存写入，然后读取的时候，走缓存即可，因为一般短链接和长链接的关系不会修改，即使修改，也是很低频的事情。

如果系统的id用完了怎么办？这种概率很小，如果真的发生，可以重用旧的已经失效的id号。

如果被人疯狂请求一些不存在的短链接怎么办？其实这就是缓存穿透，缓存穿透是指，缓存和数据库都没有的数据，被大量请求，比如订单号不可能为-1，但是用户请求了大量订单号为-1的数据，由于数据不存在，缓存就也不会存在该数据，所有的请求都会直接穿透到数据库。如果被恶意用户利用，疯狂请求不存在的数据，就会导致数据库压力过大，甚至垮掉。

针对这种情况，一般可以用布隆过滤器过滤掉不存在的数据请求，但是我们这里id本来就是递增且有序的，其实我们范围大致都是已知的，更加容易判断，超出的肯定不存在，或者请求到的时候，缓存里面放一个空对象也是没有问题的。

感谢各位的阅读，以上就是“怎么用Java设计一个短链接生成系统”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对怎么用Java设计一个短链接生成系统这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！